JPH10156273A - Coating liquid-applying method - Google Patents

Coating liquid-applying method

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Publication number
JPH10156273A
JPH10156273A JP31581496A JP31581496A JPH10156273A JP H10156273 A JPH10156273 A JP H10156273A JP 31581496 A JP31581496 A JP 31581496A JP 31581496 A JP31581496 A JP 31581496A JP H10156273 A JPH10156273 A JP H10156273A
Authority
JP
Japan
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substrate
rotation speed
photoresist
film thickness
liquid
Prior art date
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Pending
Application number
JP31581496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masakazu Sanada
雅和 真田
Sanenobu Matsunaga
実信 松永
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd filed Critical Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To widen the range for adjusting a film thickness while keeping the film thickness uniformity even for a large diameter substrate. SOLUTION: In a coating liquid-applying method for applying a coating liquid onto a substrate and forming a coated film of desired film thickness, the application of the coating liquid is started in the state of setting the substrate standstill (timing ts ), and the application is interrupted (timing tE). Then the substrate is rotated at high speed of first number of rotations R3 set at the comparatively high speed (t1 -t3 ), and the substrate is rotated at the second number of rotations R4 lower than the first number of rotations R4 to form a coated film (t4 -t5 ). For adjusting the film thickness, the empty rotation time TH', for rotating at the high speed of first number of rotations R3 is adjusted.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、フ
ォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基
板、光ディスク用の基板など(以下、単に基板と称す
る)に対して、SOG(Spin On Glass,シリカ系被膜形成材
とも呼ばれる) 液、フォトレジスト液、ポリイミド樹脂
などの塗布液を塗布する塗布液塗布方法に係り、特に基
板を静止させた状態でその表面に塗布液を供給して所望
膜厚の塗布被膜を形成する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor wafer, a glass substrate for a photomask, a glass substrate for a liquid crystal display, a substrate for an optical disk (hereinafter simply referred to as a substrate), and the like. Liquid, photoresist liquid, coating liquid such as polyimide resin, etc., is applied to the coating liquid coating method, especially when the substrate is stationary and the coating liquid is supplied to the surface. The present invention relates to a technique for forming a coating film having a thickness.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の塗布液塗布方法について
図3を参照して説明する。図3は、回転式基板塗布装置
の要部を示す図である。この装置は、基板Wをほぼ水平
姿勢で吸着支持して回転させる吸引式スピンチャック1
0と、そのほぼ回転中心の上方に、塗布液であるフォト
レジスト液Rを基板Wの表面に供給するための吐出ノズ
ル30とを備えている。
2. Description of the Related Art A conventional coating liquid applying method of this type will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a main part of the rotary substrate coating apparatus. This apparatus includes a suction-type spin chuck 1 that suction-supports and rotates a substrate W in a substantially horizontal posture.
And a discharge nozzle 30 for supplying a photoresist liquid R as a coating liquid to the surface of the substrate W, substantially above the center of rotation.

【0003】上記のように構成された装置を利用する従
来例に係るフォトレジスト液塗布方法では、例えば、図
4のタイムチャートに示すように回転数制御を行って基
板Wの表面に所望膜厚のフォトレジスト被膜を形成する
ようになっている。
[0003] In a conventional method of applying a photoresist liquid using the apparatus configured as described above, for example, as shown in a time chart of FIG. Is formed.

【0004】すなわち、まず、基板Wを吸引式スピンチ
ャック10に吸着支持させただけで回転させることなく
静止させた状態で、tS 時点において吐出ノズル30か
らフォトレジスト液Rの供給を開始する。そして、その
状態でフォトレジスト液Rの供給を継続し、tE 時点に
おいて吐出ノズル30からのフォトレジスト液Rの供給
を停止する。
That is, first, the supply of the photoresist liquid R from the discharge nozzle 30 is started at the time point t S in a state where the substrate W is kept stationary without being rotated only by being sucked and supported by the suction-type spin chuck 10. Then, the supply of the photoresist liquid R is continued in this state, and the supply of the photoresist liquid R from the discharge nozzle 30 is stopped at the time point t E.

【0005】このようにしてフォトレジスト液Rの供給
を完了した後に、図示しないモータによって基板Wを回
転数R1(例えば、900rpm)で低速回転させて、
フォトレジスト液Rを拡散させる。その後、基板Wの回
転数を現在の回転数R1よりも高い回転数R2(例え
ば、3,000rpm)に上げてこの高速回転を所定時
間保持することにより、基板Wの表面に供給された余剰
のフォトレジスト液Rを振り切って、基板Wの表面に所
望膜厚のフォトレジスト被膜を形成するようになってい
る。フォトレジスト被膜の膜厚を調整するには、図4中
に点線で示すように、主として回転数R2を低くして厚
い膜厚の被膜を形成したり、回転数R2を高くして薄い
膜厚の被膜を形成するようになっている。なお、このよ
うに基板Wを静止させた状態でフォトレジスト液Rの供
給を開始し、その状態で供給を停止するフォトレジスト
液の供給方法は、『スタティック法』とも呼ばれてい
る。
After the supply of the photoresist liquid R is completed in this manner, the substrate W is rotated at a low speed R1 (for example, 900 rpm) by a motor (not shown).
The photoresist liquid R is diffused. Thereafter, the number of rotations of the substrate W is increased to a number of rotations R2 (for example, 3,000 rpm) higher than the current number of rotations R1, and the high-speed rotation is maintained for a predetermined period of time. The photoresist liquid R is shaken off to form a photoresist film having a desired thickness on the surface of the substrate W. In order to adjust the thickness of the photoresist film, as shown by a dotted line in FIG. 4, a film having a large thickness is formed mainly by lowering the rotation speed R2, or a thin film is formed by increasing the rotation speed R2. Is formed. The method of supplying the photoresist liquid R in which the supply of the photoresist liquid R is started in a state where the substrate W is stationary and the supply is stopped in this state is also called a “static method”.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では半
導体デバイスの製造工程で使用される半導体ウエハが大
口径化する動きがある。具体的には、例えば、8インチ
(約200mm)径の基板よりも更に大口径の300m
m径の基板への移行である。上述したような従来例に係
るフォトレジスト液塗布方法により、そのような大口径
の基板を処理する場合には以下のような問題がある。
Recently, there has been a movement to increase the diameter of a semiconductor wafer used in a semiconductor device manufacturing process. Specifically, for example, 300 m, which is even larger than an 8-inch (about 200 mm) diameter substrate
This is a transition to a substrate having a diameter of m. When such a large-diameter substrate is processed by the photoresist liquid coating method according to the conventional example as described above, there are the following problems.

【0007】すなわち、上述した図4のタイムチャート
の如く基板の回転数を制御して300mm径などの大口
径基板を処理すると、その表面に形成されるフォトレジ
スト被膜の膜厚均一性が大幅に低下するという問題であ
る。基板を回転駆動してフォトレジスト被膜を形成する
際には、基板が大口径化したことにより周縁部の乱流が
顕著に発生し、そのため基板の中心付近に供給されたフ
ォトレジスト液がその周縁部に向かって拡がってゆく際
に生じる溶媒の不均一な揮発が膜厚均一性を大幅に低下
させる主たる要因である。
That is, when a large-diameter substrate such as a 300 mm-diameter substrate is processed by controlling the number of rotations of the substrate as shown in the time chart of FIG. 4, the uniformity of the thickness of the photoresist film formed on the surface is greatly increased. The problem is that it decreases. When the photoresist film is formed by rotating the substrate, the turbulence of the peripheral portion is remarkably generated due to the large diameter of the substrate, and therefore, the photoresist liquid supplied near the center of the substrate is exposed to the peripheral edge. The non-uniform volatilization of the solvent that occurs when spreading toward the part is the main factor that significantly reduces the film thickness uniformity.

【0008】そこで、乱流の発生を抑制して膜厚均一性
を確保するためには、基板の回転数を小さくせざるを得
ない。例えば、上述した例で説明すると、上記の回転数
R1を従来の900rpmから700rpmに、上記の
回転数R2を3,000rpmから1,500rpmに
小さくする。このように回転数R1,R2を小さくする
と、乱流を抑制できるので膜厚均一性を良好にすること
が可能である一方、当然のことながら回転駆動により振
り切られるフォトレジスト液量が少なくなるので、形成
されるフォトレジスト被膜の膜厚が厚くなり、所望膜厚
のフォトレジスト被膜、特に薄膜を形成することが困難
になっている。
Therefore, in order to suppress the occurrence of turbulence and ensure the uniformity of the film thickness, the rotation speed of the substrate must be reduced. For example, in the above-described example, the rotation speed R1 is reduced from 900 rpm to 700 rpm in the related art, and the rotation speed R2 is reduced from 3,000 rpm to 1,500 rpm. When the rotation speeds R1 and R2 are reduced as described above, turbulence can be suppressed, and the uniformity of the film thickness can be improved. On the other hand, the amount of the photoresist liquid that can be shaken off by the rotation drive can be reduced. As a result, the thickness of the formed photoresist film is increased, and it is difficult to form a photoresist film having a desired film thickness, particularly, a thin film.

【0009】そこで、膜厚均一性を良好に保ちつつ所望
する膜厚のフォトレジスト被膜を得るために、例えば、
所望膜厚に応じてフォトレジスト液の粘度を0.1cp
単位で微調整することが提案されている。つまり、低粘
度のフォトレジスト液を供給することで、低速の回転数
であっても膜厚が薄い被膜を形成できるようにするので
ある。しかしながら、このような手法で調整可能な膜厚
の範囲には限度があるので、やはり回転数R1,R2の
大きさを変えて膜厚を調整する必要があるが、上述した
ように大口径の基板には乱流に起因する膜厚不均一の問
題があるので、従来可能であった範囲にわたって回転数
R1,R2を大きく調整することができない。その結
果、膜厚均一性を良好に保ちつつフォトレジスト被膜の
膜厚を調整可能な範囲が狭くなるという問題点がある。
In order to obtain a photoresist film having a desired film thickness while maintaining good film thickness uniformity, for example,
0.1 cp viscosity of the photoresist solution according to the desired film thickness
It has been proposed to fine tune in units. That is, by supplying a photoresist liquid having a low viscosity, a thin film can be formed even at a low rotation speed. However, since the range of the film thickness that can be adjusted by such a method is limited, it is necessary to adjust the film thickness by changing the magnitudes of the rotation speeds R1 and R2, as described above. Since the substrate has a problem of non-uniform film thickness due to turbulence, the rotational speeds R1 and R2 cannot be largely adjusted over a range that was conventionally possible. As a result, there is a problem that the range in which the thickness of the photoresist film can be adjusted while maintaining good film thickness uniformity is narrowed.

【0010】なお、提案されているようにフォトレジス
ト液の粘度を変えることによって膜厚を調整する手法を
実現するためには、所望膜厚に応じた量の溶媒を一定粘
度のフォトレジスト液に混合するための溶媒混合機構が
必要なこと、あるいは種々の粘度のフォトレジスト液を
予め用意しておき、膜厚に応じて供給するフォトレジス
ト液を切り換えるフォトレジスト液切換機構あるいはノ
ズル本数の増加が必要になっていずれにしても装置およ
びその制御が複雑化する等の問題があるので、大口径基
板を処理するための現実的な手法であるとは言い難い。
In order to realize the technique of adjusting the film thickness by changing the viscosity of the photoresist solution as proposed, it is necessary to add a solvent in an amount corresponding to a desired film thickness to a photoresist solution having a constant viscosity. The necessity of a solvent mixing mechanism for mixing, or the preparation of photoresist solutions of various viscosities in advance, and a photoresist solution switching mechanism that switches the photoresist solution to be supplied according to the film thickness or an increase in the number of nozzles. In any case, there is a problem that the apparatus and its control become complicated, and it is hard to say that this is a practical method for processing a large-diameter substrate.

【0011】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、大口径基板であっても膜厚均一性を良
好に保ちつつ膜厚調整可能な範囲を広くすることができ
る塗布液塗布方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to increase the range in which the film thickness can be adjusted while maintaining good film thickness uniformity even with a large-diameter substrate. It is an object to provide a liquid coating method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、本発明は、基板に塗布液を供給して所望膜厚の塗布
被膜を形成する塗布液塗布方法であって、(a)基板を
静止させた状態で前記基板の表面中心付近に塗布液の供
給を開始するとともに、その供給を停止する過程と、
(b)前記基板を比較的高速の第1の回転数で高速回転
させる過程と、(c)前記基板を第1の回転数よりも低
い第2の回転数で回転させて塗布被膜を形成する過程と
をその順に実施し、基板を第1の回転数で高速回転させ
る時間を調整して、前記塗布被膜の膜厚を調整するよう
にしたことを特徴とするものである。
The present invention has the following configuration in order to achieve the above object. That is, the present invention relates to a method of applying a coating liquid to form a coating film having a desired thickness by supplying the coating liquid to a substrate, wherein (a) the coating liquid is provided near the center of the surface of the substrate while the substrate is stationary. Starting and stopping the supply of
(B) rotating the substrate at a relatively high first rotation speed at a high speed; and (c) rotating the substrate at a second rotation speed lower than the first rotation speed to form a coating film. And the steps are performed in that order, and the time for rotating the substrate at a high speed at the first rotation speed is adjusted to adjust the film thickness of the coating film.

【0013】[0013]

【作用】本発明の作用は次のとおりである。基板を静止
させた状態で基板の表面中心付近に塗布液の供給を開始
し、その状態で塗布液の供給を停止(過程(a))した
後、基板を比較的高速の第1の回転数で高速回転させる
(過程(b))。つまり、所要量の塗布液の供給を完了
した後に、比較的高速の第1の回転数で基板を高速回転
駆動すると、塗布液が第1の回転数による強い遠心力に
よって急激に基板表面を拡がってゆき、ほぼ表面全体を
短時間で覆い尽くす。基板の回転数が比較的高速の第1
の回転数に到達すると、その時点からある程度遅れて基
板周縁部の表層付近において乱流が発生し、次第に回転
中心側に向かって進行してゆく。この乱流により塗布液
に含まれている溶媒の揮発が基板面内において不均一と
なり膜厚均一性を低下させるが、その時点では既に塗布
液の供給が完了しているだけでなく、塗布液が基板のほ
ぼ表面全体にわたって塗り拡げられているので、その影
響を受けることなく基板のほぼ表面全体にわたって塗布
液を均一に塗り拡げることができる。その後、基板の回
転数を第1の回転数よりも低い第2の回転数で回転駆動
することにより(過程(c))、塗布液を乾燥させて塗
布被膜を形成する。
The operation of the present invention is as follows. The supply of the coating liquid is started near the center of the surface of the substrate while the substrate is stationary, and the supply of the coating liquid is stopped in that state (step (a)). (Step (b)). That is, after the supply of the required amount of the coating liquid is completed, when the substrate is driven to rotate at a high speed at a relatively high first rotation speed, the coating liquid rapidly spreads over the substrate surface due to the strong centrifugal force at the first rotation speed. It covers almost the entire surface in a short time. 1st rotation speed of the substrate is relatively high
When the rotation speed reaches the rotation speed, a turbulent flow is generated in the vicinity of the surface layer at the periphery of the substrate to some extent from that point, and the turbulent flow gradually proceeds toward the rotation center. Due to this turbulent flow, the volatilization of the solvent contained in the coating liquid becomes non-uniform in the substrate surface and the uniformity of the film thickness decreases, but at this point, not only the supply of the coating liquid has already been completed, but also the coating liquid. Is spread over substantially the entire surface of the substrate, so that the coating solution can be uniformly spread over substantially the entire surface of the substrate without being affected by the influence. Thereafter, by rotating the substrate at a second rotation number lower than the first rotation number (step (c)), the coating liquid is dried to form a coating film.

【0014】上記の過程において、回転数を大きく調整
することなく第1の回転数による基板の高速回転時間を
調整すると、基板のほぼ表面全体に塗り拡げられた塗布
液が振り切られる量を調節することができる。したがっ
て、基板の表面全体を覆っている塗布液の厚みを調整す
ることができる。
In the above process, if the high-speed rotation time of the substrate is adjusted by the first rotation speed without greatly adjusting the rotation speed, the amount of the application liquid spread over almost the entire surface of the substrate is adjusted. be able to. Therefore, the thickness of the coating liquid covering the entire surface of the substrate can be adjusted.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を説明する。図1は、本発明に係る塗布液塗布方
法を適用した回転式基板塗布装置を示す縦断面図であ
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 longitudinal sectional view showing a rotary substrate coating apparatus to which a coating liquid coating method according to the present invention is applied.

【0016】図中、符号10は吸引式スピンチャックで
あって、基板Wをほぼ水平姿勢で吸着支持するものであ
る。この吸引式スピンチャック10は、中空の回転軸1
1を介してモータ12によって回転駆動される。吸引式
スピンチャック10の周囲にには、塗布液であるフォト
レジスト液などの飛散を防止するための飛散防止カップ
13が配備されている。また、図示しない搬送手段が未
処理の基板Wを吸引式スピンチャック10に載置した
り、吸引式スピンチャック10から処理済みの基板Wを
受け取る際には、図示しない昇降手段が回転軸11と飛
散防止カップ13とを相対昇降させることによって、吸
引式スピンチャック10を飛散防止カップ13の上方へ
と移動させる(図中の二点鎖線)。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a suction-type spin chuck, which sucks and supports the substrate W in a substantially horizontal posture. This suction-type spin chuck 10 has a hollow rotating shaft 1.
1 and is driven to rotate by a motor 12. Around the suction-type spin chuck 10, a scattering prevention cup 13 for preventing scattering of a coating liquid such as a photoresist solution is provided. In addition, when the transfer means (not shown) places the unprocessed substrate W on the suction-type spin chuck 10 or receives the processed substrate W from the suction-type spin chuck 10, the lifting means (not shown) is connected to the rotating shaft 11. The suction-type spin chuck 10 is moved above the scattering prevention cup 13 by moving the scattering prevention cup 13 up and down relative to the scattering prevention cup 13 (two-dot chain line in the figure).

【0017】飛散防止カップ13は、上カップ14と、
円形整流板15と、下カップ17等から構成されてい
る。上カップ14は、上部に開口部14aと、基板Wの
回転によるフォトレジスト液などの飛沫を下方に案内す
る傾斜面14bとを有する。
The anti-scattering cup 13 includes an upper cup 14 and
It is composed of a circular current plate 15 and a lower cup 17. The upper cup 14 has an opening 14a at an upper portion and an inclined surface 14b for guiding droplets such as a photoresist solution due to rotation of the substrate W downward.

【0018】円形整流板15は、開口部14aから流入
して基板Wの周縁に沿って流下する気流を下カップ17
に整流して案内するとともに、上カップ14の傾斜面1
4bによって下方に案内されたフォトレジスト液などの
飛沫をこの気流に乗せて下カップ17に案内する。
The circular rectifying plate 15 reduces the air flow flowing from the opening 14a and flowing down along the periphery of the substrate W into the lower cup 17.
And the inclined surface 1 of the upper cup 14
The droplets such as the photoresist liquid guided downward by 4b are put on this airflow and guided to the lower cup 17.

【0019】下カップ17の底部には、排液口17aが
配設されている。この排液口17aは、排液タンク17
bに接続されており、回転振り切り後のフォトレジスト
液などを回収するようになっている。下カップ17の底
部には、さらにカップ排気口17cが配設されている。
このカップ排液口17cは、排気ポンプ17dに接続さ
れており、飛散防止カップ13内に滞留する霧状のフォ
トレジスト液などを空気とともに吸引して排気するよう
になっている。
A drain port 17a is provided at the bottom of the lower cup 17. The drain port 17a is connected to the drain tank 17
b, and is adapted to collect the photoresist solution and the like after the spin-off. At the bottom of the lower cup 17, a cup exhaust port 17c is further provided.
The cup drain port 17c is connected to an exhaust pump 17d, and sucks and exhausts mist-like photoresist liquid or the like staying in the scattering prevention cup 13 together with air.

【0020】円形整流板15の内側には、基板Wの裏面
に回り込んだフォトレジスト液や付着したミストを除去
するための洗浄液を基板Wの裏面に向けて吐出するため
のバックリンスノズル20が配設されている。このバッ
クリンスノズル20には、管継手18と供給配管18a
を介して洗浄液供給部18bから洗浄液が供給されるよ
うになっている。
Inside the circular rectifying plate 15, there is provided a back rinse nozzle 20 for discharging a photoresist solution wrapping around the back surface of the substrate W and a cleaning solution for removing adhering mist toward the back surface of the substrate W. It is arranged. The back rinse nozzle 20 includes a pipe joint 18 and a supply pipe 18a.
The cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid supply unit 18b via the.

【0021】さらに、飛散防止カップ13の開口部14
aの上方であって、基板Wのほぼ回転中心の上方には、
フォトレジスト液を吐出する吐出ノズル30が配備され
ている。また、吐出ノズル30へフォトレジスト液を所
定量だけ供給する図示しない塗布液供給手段と、スピン
チャック10と飛散防止カップ13とを相対昇降する図
示しない昇降手段と、モータ12とは、制御部50によ
って制御されるように構成されている。なお、制御部5
0は、メモリ51に格納された、後述するタイムチャー
トに応じた処理プログラムによって上記各部の制御を行
うようになっている。
Furthermore, the opening 14 of the scattering prevention cup 13
above a and substantially above the center of rotation of the substrate W,
An ejection nozzle 30 for ejecting a photoresist liquid is provided. Also, a coating liquid supply unit (not shown) for supplying a predetermined amount of the photoresist liquid to the discharge nozzle 30, a lifting unit (not shown) for vertically moving the spin chuck 10 and the scattering prevention cup 13 relative to each other, and the motor 12 include a control unit 50. It is configured to be controlled by The control unit 5
Numeral 0 controls the above-described units by a processing program stored in the memory 51 and according to a time chart described later.

【0022】上述したように構成された回転式基板塗布
装置に適用された本発明方法に基づく回転数制御の一例
を図2を参照して説明する。なお、以下のタイムチャー
トでは省略しているが、上記バックリンスノズル20か
ら洗浄液を吐出して、基板Wの裏面に付着したフォトレ
ジスト液やそのミストを洗浄除去するように命令を付加
しておくことが好ましい。
An example of the control of the number of revolutions based on the method of the present invention applied to the rotary type substrate coating apparatus configured as described above will be described with reference to FIG. Although omitted in the following time chart, an instruction is added to discharge the cleaning liquid from the back rinse nozzle 20 to wash and remove the photoresist liquid and the mist adhering to the back surface of the substrate W. Is preferred.

【0023】まず、基板Wを吸引式スピンチャック10
に吸着支持させ、モータ12を回転駆動することなく基
板Wを静止させた状態で、tS 時点において吐出ノズル
30から一定流量でフォトレジスト液の供給を開始す
る。そして、tS 時点から供給時間TSUが経過する時点
E において、フォトレジスト液の供給を停止する。つ
まり、この供給時間TSU内に所要量のフォトレジスト液
を供給完了する。この過程では、フォトレジスト液が基
板Wの表面中心付近において円形状の塊となっており、
液量が増すにつれてその径を同心円状に拡大してゆく。
なお、上記のtS時点からtE 時点までが本発明におけ
る過程(a)に相当する。
First, the substrate W is placed on the suction-type spin chuck 10.
In a state where the substrate W is kept stationary without rotating the motor 12, the photoresist nozzle is started to be supplied from the discharge nozzle 30 at a constant flow rate at the time point t S. Then, at time t E, which elapses supply time T SU from t S time to stop the supply of the photoresist solution. In other words, the supply completing the required amount of photoresist liquid within the feed time T SU. In this process, the photoresist liquid forms a circular mass near the center of the surface of the substrate W,
As the liquid volume increases, the diameter increases concentrically.
The period from the time point t S to the time point t E corresponds to the step (a) in the present invention.

【0024】フォトレジスト液の供給をtE 時点で停止
して一定時間が経過したt1 時点において制御部50が
モータ12を回転駆動し、t2 時点で基板Wの回転数が
比較的高速の回転数R3に到達するように制御する。こ
のように比較的高速の回転数R3によって基板Wを回転
させると、フォトレジスト液は強い遠心力により基板W
の中心付近から周縁部に向かって拡がってゆき短時間で
ほぼ表面全体を覆い尽くす。そして、この回転数R3に
よる回転駆動をt3 時点まで保持する。なお、上記回転
数R3は本発明における第1の回転数に相当するもので
あり、例えば、4,000rpmである。また、t1
点からt3 時点までが本発明における過程(b)に相当
する。
At time t 1 when the supply of the photoresist solution is stopped at time t E and a certain time has elapsed, the control unit 50 drives the motor 12 to rotate, and at time t 2 the rotational speed of the substrate W is relatively high. Control is performed so as to reach the rotation speed R3. When the substrate W is rotated at the relatively high rotation speed R3, the photoresist liquid is applied to the substrate W by a strong centrifugal force.
And spreads from the vicinity of the center toward the peripheral edge to cover almost the entire surface in a short time. Then, holding the rotational driving by the rotation speed R3 to t 3 time points. The rotation speed R3 corresponds to the first rotation speed in the present invention, and is, for example, 4,000 rpm. Also, from time point t 1 to t 3 point corresponds to step (b) in the present invention.

【0025】この過程では、基板Wの回転数が比較的高
速の回転数R3に到達して暫くすると、基板Wの周縁部
表層から乱流が発生し、時間が経過するにつれて基板W
の中心部に向かって進行してゆく。フォトレジスト液が
基板Wの中心付近から周縁部に向かって拡がってゆく際
に、このような乱流の影響を受けると基板Wの面内にお
ける溶媒揮発が不均一となって膜厚が不均一になる問題
がある。しかしながら、このように乱流が発生する時点
では、既に所要量のフォトレジスト液の供給が完了して
いるだけでなく、既にフォトレジスト液が基板Wのほぼ
表面全体を覆っているので、その影響により溶媒揮発が
不均一になることを防止することができる。したがっ
て、基板Wのほぼ表面全体にほぼ均一にフォトレジスト
液を塗り拡げることができる。
In this process, shortly after the rotation speed of the substrate W reaches the relatively high rotation speed R3, a turbulent flow is generated from the peripheral surface layer of the substrate W, and the substrate W
It progresses toward the center of. When the photoresist solution spreads from the vicinity of the center of the substrate W toward the peripheral edge, if the turbulence is applied, the solvent volatilization in the surface of the substrate W becomes uneven and the film thickness becomes uneven. Problem. However, at the time when the turbulent flow occurs, not only the supply of the required amount of photoresist liquid has already been completed, but also the photoresist liquid has already covered almost the entire surface of the substrate W. Thus, it is possible to prevent the solvent volatilization from becoming non-uniform. Therefore, the photoresist liquid can be spread almost uniformly over substantially the entire surface of the substrate W.

【0026】なお、供給停止時点tE と回転駆動を開始
する時点t1 とのタイミング、回転数R3の値、回転数
R3への加速度などは、基板Wの径やその表面状態、フ
ォトレジスト液の粘度やその供給量などの種々の条件を
勘案して設定することが好ましく、回転数R3による乱
流が発生する時点あるいはその直後に、フォトレジスト
液が基板Wのほぼ表面全体を覆うように設定することが
好ましい。換言すると、基板Wの表層付近あるいはその
上部空間に比較的高速の回転数R3による乱流に起因し
て溶媒蒸発の大きな空間が形成される前あるいはその直
後にフォトレジスト液の拡散がほぼ完了できるように設
定することが好ましい。
Note that the timing between the supply stop time t E and the time t 1 at which the rotation drive is started, the value of the rotation speed R3, the acceleration to the rotation speed R3, and the like are determined by the diameter of the substrate W, the surface state thereof, the photoresist solution, and the like. It is preferable to set in consideration of various conditions such as the viscosity of the substrate W and the supply amount thereof. The photoresist liquid covers almost the entire surface of the substrate W at or immediately after the turbulence due to the rotation speed R3 occurs. It is preferable to set. In other words, the diffusion of the photoresist liquid can be almost completed before or immediately after the formation of a large space for solvent evaporation due to the turbulence caused by the relatively high rotation speed R3 in the vicinity of or above the surface layer of the substrate W. It is preferable to set as follows.

【0027】このようにしてフォトレジスト液を基板W
の表面全体にわたってほぼ均一に塗り拡げた後も、所望
膜厚に応じた時間だけ回転数R3による回転駆動を保持
する。具体的には、基板Wの回転数が回転数R3に到達
した時点t2 を基準として、回転数R3で回転駆動する
時間(以下、空回転時間TH ’とする)、つまり、t 2
時点からt3 時点の時間を所望膜厚に応じて設定すれば
よい。この空回転時間TH ’の過程では、基板Wの表面
全体にわたってフォトレジスト液を完全に塗り拡げると
ともに、余剰分をある程度振り切って所望膜厚に近い膜
厚に粗調整する。このように比較的高速の回転数R3に
保持すると乱流の影響を受けることになるが、上述した
ように既にフォトレジスト液が基板Wの表面全体にわた
って塗り拡げられているので膜厚が不均一となる不都合
は生じない。
In this manner, the photoresist solution is applied to the substrate W
Even after spreading almost evenly over the entire surface of the
Maintains rotation drive at rotation speed R3 for a time corresponding to film thickness
I do. Specifically, the rotation speed of the substrate W reaches the rotation speed R3.
Time tTwoIs driven at the rotation speed R3 based on
Time (hereinafter, idle rotation time T)H’), That is, t Two
From time tThreeIf the time at the time is set according to the desired film thickness
Good. This idle rotation time TH’Process, the surface of the substrate W
When the photoresist solution is completely spread over the whole
In both cases, the surplus is shaken off to some extent and a film close to the desired film thickness is obtained.
Roughly adjust the thickness. Thus, the relatively high rotational speed R3
If held, it will be affected by turbulence,
As described above, the photoresist liquid has already spread over the entire surface of the substrate W.
Inconsistency due to non-uniform film thickness
Does not occur.

【0028】そして空回転時間TH ’が経過したt3
点で、基板Wの回転数を回転数R3よりも低い回転数R
4に向けて下げ始め、t4 時点で回転数R4に到達する
ように制御部50がモータ12を制御する。このように
基板Wの回転数を回転数R4に下げると比較的高速の回
転数R3によって基板Wの表層付近に生じていた乱流を
ほぼ抑止することができる。この回転数R4をt5 時点
まで保持することにより、基板Wの表面全体にわたって
ほぼ所望膜厚にされているフォトレジスト液を乾燥させ
て、所望膜厚のフォトレジスト被膜を形成することがで
きる。なお、上記の回転数R4が本発明の第2の回転数
に相当し、例えば、3,000rpmである。また、t
4 時点からt5 時点までが本発明の過程(c)に相当す
るものである。
At time t 3 when the idle rotation time T H ′ has elapsed, the rotation speed of the substrate W is reduced to a rotation speed R lower than the rotation speed R 3.
4 beginning lowered toward the control unit 50 so as to reach the rotation speed R4 at t 4 time controls the motor 12. Thus, when the rotation speed of the substrate W is reduced to the rotation speed R4, the turbulence generated near the surface layer of the substrate W can be substantially suppressed by the relatively high rotation speed R3. By holding the rotation number R4 to t 5 time, the photoresist liquid that is substantially a desired thickness over the entire surface of the substrate W may be dried to form a photoresist film of desired thickness. The above-mentioned rotation speed R4 corresponds to the second rotation speed of the present invention, and is, for example, 3,000 rpm. Also, t
4 time point t 5 the time is equivalent to the process of the present invention (c).

【0029】上述したように基板Wを静止させた状態で
フォトレジスト液の供給を完了し、比較的高速の(第1
の)回転数R3により短時間のうちにフォトレジスト液
を基板Wのほぼ表面全体に塗り拡げているので、比較的
高速の回転数R3に伴う乱流の影響で溶媒揮発が不均一
になって膜厚が不均一になることを防止できる。したが
って、基板Wの表面全体にわたって膜厚均一性が良好な
フォトレジスト被膜を形成することができる。また、膜
厚を調整するためには、図2中に括弧書きで示すように
上記の空回転時間TH ’を変えて振り切るフォトレジス
ト液量を変え、基板Wの表面全体を覆っているフォトレ
ジスト液の厚みを変えればよい。したがって、膜厚に応
じて回転数を大きく変えることなく、フォトレジスト被
膜の厚みを変えることができるので、大口径の基板Wで
あっても乱流に起因する膜厚不均一が生じることを防止
でき、膜厚調整可能範囲を従来に比較して広くすること
ができる。特に、薄い膜厚を必要とする場合、従来手法
では一般的に回転数を上げる必要があるが、本発明方法
によれば回転数を大きく変えることなく、空回転時間T
H ’を長くすることで薄膜を品質良く形成することがで
きる。また、本手法では、1種類の粘度のフォトレジス
ト液で種々の膜厚の被膜を形成することができるので、
既存の装置に容易に適用することができるとともに、フ
ォトレジスト液の粘度を調整して膜厚を変えようとする
提案手法のように装置の構造およびその制御が複雑化す
ることがない。
As described above, the supply of the photoresist liquid is completed with the substrate W kept still, and the relatively high speed (first
Since the photoresist liquid is spread over almost the entire surface of the substrate W in a short time by the rotation speed R3), the solvent volatilization becomes non-uniform due to the turbulence caused by the relatively high rotation speed R3. Non-uniform film thickness can be prevented. Therefore, a photoresist film having good film thickness uniformity over the entire surface of the substrate W can be formed. Further, in order to adjust the film thickness changes the photoresist liquid amount shaken off by varying the above idling time T H 'as shown in parentheses in FIG. 2, the photo covering the entire surface of the substrate W What is necessary is just to change the thickness of the resist solution. Therefore, it is possible to change the thickness of the photoresist film without greatly changing the number of rotations according to the film thickness, thereby preventing the occurrence of uneven film thickness due to turbulence even with a large-diameter substrate W. As a result, the range in which the film thickness can be adjusted can be widened as compared with the related art. In particular, when a thin film thickness is required, it is generally necessary to increase the number of revolutions in the conventional method, but according to the method of the present invention, the idling time T
By increasing H ′, a thin film can be formed with good quality. In addition, in the present method, films of various thicknesses can be formed with a single type of photoresist solution,
It can be easily applied to existing equipment, and does not complicate the structure of the equipment and its control as in the proposed method of changing the film thickness by adjusting the viscosity of the photoresist solution.

【0030】なお、上述した図2のタイムチャートで
は、フォトレジスト液の供給停止時点tE から(第1
の)回転数R3へと基板Wの回転数を上げてゆくまでに
一定時間だけ間を空けているが、基板Wとフォトレジス
ト液の温度差によってはその間に塗布ムラの原因を生じ
る場合があるので、図2中に括弧書きで示すように(t
E)時点においてフォトレジスト液の供給を停止すると
ともに基板Wの回転数を(第1の)回転数R3に上げ始
めるように制御することが好ましい。
In the time chart of FIG. 2, the supply of the photoresist solution from the stop time t E (first
A certain period of time is required before the rotation speed of the substrate W is increased to the rotation speed R3), but depending on the temperature difference between the substrate W and the photoresist liquid, uneven coating may occur during that time. Therefore, as shown in parentheses in FIG.
E ) It is preferable to stop the supply of the photoresist solution at the time point and to control the rotation speed of the substrate W to start increasing to the (first) rotation speed R3.

【0031】なお、上記の説明では、空回転時間TH
のみを調整して膜厚を調整する場合を例に採って説明し
たが、その他に膜厚を調整可能なパラメータとして(第
1の)回転数R3、(第2の)回転数R4及びその回転
駆動時間がある。但し、これらの回転数を調整する際に
は、膜厚不均一の要因である乱流の発生を考慮して行う
必要がある。
In the above description, the idle rotation time T H '
The case where the film thickness is adjusted by adjusting only the thickness has been described as an example, but other parameters that can adjust the film thickness include a (first) rotation speed R3, a (second) rotation speed R4, and the rotation speed thereof. There is a drive time. However, when adjusting these rotation speeds, it is necessary to take into account the occurrence of turbulence, which is a cause of uneven film thickness.

【0032】また、上記の説明では、(第1の)回転数
R3を4,000rpmとし、(第2の)回転数R4を
3,000rpmとして説明したが、それらの値として
は膜厚均一性を良好に保持できる範囲内で種々の値を設
定することができる。例えば、(第1の)回転数R3と
しては3,000〜5,500rpmの範囲内で設定
し、(第2の)回転数4としては2,000〜5,00
0rpmの範囲内で設定するのが好ましい。このような
範囲に設定することが好ましいのは、(第1の)回転数
R3を3,000rpmより低くするとフォトレジスト
液の振り切り効果が小さくなって薄膜を形成することが
困難になり、5,500rpmを越えると高速回転によ
り振り切られたフォトレジスト液が飛散防止カップ内面
で跳ね返って基板に付着する不都合が生じたり、乱流の
影響が大きくなって上記の上限内で処理した場合に比較
して膜厚均一性が悪化する傾向があるからである。ま
た、(第2の)回転数R4を2,000rpmより低く
するとフォトレジスト液の乾燥に時間を要してスループ
ットが低下し、5,000rpmを越えると乱流の影響
が大きくなってこの過程で上記(第1の)回転数R3で
述べたような不都合が生じる傾向があるからである。
In the above description, the (first) rotation speed R3 is set to 4,000 rpm, and the (second) rotation speed R4 is set to 3,000 rpm. Can be set within a range in which can be maintained satisfactorily. For example, the (first) rotation speed R3 is set within a range of 3,000 to 5,500 rpm, and the (second) rotation speed 4 is 2,000 to 5,000 rpm.
It is preferable to set within the range of 0 rpm. It is preferable to set such a range because if the (first) rotation speed R3 is lower than 3,000 rpm, the effect of shaking off the photoresist liquid becomes small and it becomes difficult to form a thin film. If the rotation speed exceeds 500 rpm, the photoresist liquid shaken off by the high-speed rotation rebounds on the inner surface of the scattering prevention cup to cause inconvenience to adhere to the substrate, or the influence of the turbulence increases, so that the processing is performed within the above upper limit. This is because the film thickness uniformity tends to deteriorate. On the other hand, if the (second) rotation speed R4 is lower than 2,000 rpm, it takes time to dry the photoresist solution, and the throughput decreases. If the rotation speed R4 exceeds 5,000 rpm, the influence of turbulence increases, and in this process, This is because the inconvenience as described for the (first) rotation speed R3 tends to occur.

【0033】また、上記の説明ではフォトレジスト液を
例に採って説明したが、本発明はSOG液やポリイミド
樹脂などの塗布液であっても適用可能であることは言う
までもない。
In the above description, the photoresist liquid is taken as an example, but it goes without saying that the present invention can be applied to a coating liquid such as an SOG liquid or a polyimide resin.

【0034】[0034]

【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、第1の回転数で高速回転させる前に基板への
塗布液の供給を完了しており、その後高速回転させるこ
とにより基板のほぼ表面全体にわたって短時間で塗布液
を塗り拡げることができる。したがって、比較的高速の
第1の回転数による乱流の影響を受ける前に、塗布液を
基板のほぼ表面全体にわたって塗り拡げることができ、
溶媒の揮発を基板面内において均一にすることができ
る。さらに、回転数を大きく調整することなく第1の回
転数による回転駆動時間を調整することにより振り切ら
れる塗布液の量を調整することができるので、塗布液の
膜厚を調整することができる。その結果、大口径の基板
において特に生じ易い乱流に起因する膜厚不均一を防止
でき、膜厚均一性を良好に保ちつつも膜厚調整可能な範
囲を従来に比較して広くすることができる。このため薄
い膜厚の塗布被膜をも品質良く形成することができ、デ
ザインルールが厳しい半導体デバイスの製造にも対応す
ることができる。また、膜厚に応じて塗布液の粘度を変
える必要がないので、従来装置にこの塗布液塗布方法を
適用するだけで大口径基板に均一な塗布被膜を形成する
ことができ、既存の装置を有効活用することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the supply of the coating liquid to the substrate is completed before the high-speed rotation at the first rotation speed, and then the high-speed rotation is performed. The coating liquid can be spread over almost the entire surface of the substrate in a short time. Therefore, the coating liquid can be spread over almost the entire surface of the substrate before being affected by the turbulence caused by the relatively high-speed first rotation speed,
The volatilization of the solvent can be made uniform within the substrate surface. Furthermore, since the amount of the application liquid to be shaken off can be adjusted by adjusting the rotation driving time at the first rotation number without largely adjusting the rotation number, the film thickness of the application liquid can be adjusted. As a result, it is possible to prevent nonuniform film thickness due to turbulence which is particularly likely to occur on a large-diameter substrate, and to broaden the range in which the film thickness can be adjusted while maintaining good film thickness uniformity as compared with the related art. it can. For this reason, a thin coating film can be formed with high quality, and it is possible to cope with the manufacture of semiconductor devices having strict design rules. In addition, since it is not necessary to change the viscosity of the coating liquid according to the film thickness, it is possible to form a uniform coating film on a large-diameter substrate simply by applying this coating liquid coating method to a conventional apparatus. It can be used effectively.

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

【図1】本発明方法を適用した回転式基板塗布装置の概
略構成を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a rotary substrate coating apparatus to which the method of the present invention is applied.

【図2】フォトレジスト液塗布方法の一例を示すタイム
チャートである。
FIG. 2 is a time chart illustrating an example of a method of applying a photoresist liquid.

【図3】従来例に係る回転式基板塗布装置の要部を示す
図である。
FIG. 3 is a view showing a main part of a rotary substrate coating apparatus according to a conventional example.

【図4】従来例に係る塗布液塗布方法を示すタイムチャ
ートである。
FIG. 4 is a time chart showing a coating liquid application method according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

W … 基板 10 … 吸引式スピンチャック 12 … モータ 13 … 飛散防止カップ 30 … 吐出ノズル 50 … 制御部 51 … メモリ R3 … 回転数(第1の回転数) R4 … 回転数(第2の回転数) TH ’ … 空回転時間 TSU … 供給時間W: substrate 10: suction-type spin chuck 12: motor 13: scattering prevention cup 30: discharge nozzle 50: control unit 51: memory R3: rotation speed (first rotation speed) R4: rotation speed (second rotation speed) T H '... idling time T SU ... supply time

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板に塗布液を供給して所望膜厚の塗布
被膜を形成する塗布液塗布方法であって、 (a)基板を静止させた状態で前記基板の表面中心付近
に塗布液の供給を開始するとともに、その供給を停止す
る過程と、 (b)前記基板を比較的高速の第1の回転数で高速回転
させる過程と、 (c)前記基板を第1の回転数よりも低い第2の回転数
で回転させて塗布被膜を形成する過程とをその順に実施
し、 基板を第1の回転数で高速回転させる時間を調整して、
前記塗布被膜の膜厚を調整するようにしたことを特徴と
する塗布液塗布方法。
1. A method for applying a coating liquid to a substrate to form a coating film having a desired thickness by supplying the coating liquid to the substrate, the method comprising: (a) applying the coating liquid near the center of the surface of the substrate while the substrate is stationary; Starting the supply and stopping the supply; (b) rotating the substrate at a relatively high speed at a first speed; and (c) lowering the substrate at a speed lower than the first speed. Rotating the substrate at the second rotational speed to form a coating film in that order, and adjusting the time for rotating the substrate at the first rotational speed at a high speed,
A method for applying a coating liquid, wherein the thickness of the coating film is adjusted.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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