JPS5882521A - Spinner - Google Patents
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- JPS5882521A JPS5882521A JP10705781A JP10705781A JPS5882521A JP S5882521 A JPS5882521 A JP S5882521A JP 10705781 A JP10705781 A JP 10705781A JP 10705781 A JP10705781 A JP 10705781A JP S5882521 A JPS5882521 A JP S5882521A
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- spinner
- wafer
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
- G03F7/162—Coating on a rotating support, e.g. using a whirler or a spinner
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ホトレジスジの塗布等に使用されるxeyt
Km″″″6° (
半導体装置の製造にあたっては、フオ) +7ソグラフ
イ技術をもって微細加工を行なっているが、この場合、
フォトエツチング用マスクとしてホトレジスト膜が使用
され、このホトレジスト膜の形1tKhたってはスピン
ナが用いられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to xeyt used for photoresist coating, etc.
Km″″″6° (For the manufacture of semiconductor devices, microfabrication is performed using +7 lithography technology, but in this case,
A photoresist film is used as a mask for photoetching, and a spinner is used to form the photoresist film.
従来、フォトエツチング用マスクとしてのホトレジスト
膜の形成は次のようにして行なわれている。す1わち、
脣開1@S 1−114877 (911m118so
−setot)号公11K示賂れている如くのスピンナ
を用いて、たとえ1ztoo■φの半導体ウニ八をSO
■φの回転可能なチャックテーブル上に載置て膜厚70
00〜8000ムのホトvシスト膜t−形威する場合、
牛導体つニ^上に2〜5ccのホトレジストをノズルか
ら滴下し、チャックテーブルt300〜500 r−p
e!1.で1〜2秒間回転さぜ几後 4000〜700
0 r、p−m、で12〜15秒間高速回転させること
により、所望の7000〜8000Aの膜厚のホトレジ
スト膜を形成している。Conventionally, the formation of a photoresist film as a mask for photoetching has been carried out as follows. 1.
Shoulder opening 1@S 1-114877 (911m118so
-setot) No. 11K Using a spinner like the one shown in the picture, even if it is 1ztoo ■
■The film thickness is 70mm when placed on a rotatable chuck table of φ.
00 to 8000 μm photov cyst membrane t-formation,
Drop 2 to 5 cc of photoresist onto the conductor tube from the nozzle, and place it on the chuck table at 300 to 500 rpm.
e! 1. Rotate for 1-2 seconds at 4000-700
A photoresist film having a desired thickness of 7,000 to 8,000 Å is formed by rotating at a high speed of 0 r, pm for 12 to 15 seconds.
しかし、従来のスピンナの場合、第1図に示すように、
スピンナ10のチャックテーブル12上の半導体ウェハ
目の上にたとえばyoooXO膜厚のホトレジスト膜を
形成せんとして塗布されたホトレジスト膜16の膜厚に
#i短距離で誇張して示す如くたとえば約300ムにも
及ぶ凹凸差が生じてしまうことを本発明者は見い出した
。すなわち、ホトレジストmtsは中央部が最も厚く、
チャックテーブル12の外周縁の上方からやや外周1I
llのドーナツ状領域では最も薄くな〕、さらにこの薄
い領域から外周方向くかけて徐々に厚くなっている。こ
のようなホトレジスト膜46の膜厚差が発生すると、ホ
トレジスト膜露光時の解g1tLの低下をきたし、フォ
トエツチング工程によって微細加工ができず、微細パタ
ーンを高精度で得ることができなくなる欠点があること
も見出した。However, in the case of a conventional spinner, as shown in Figure 1,
The thickness of the photoresist film 16 coated on the semiconductor wafer on the chuck table 12 of the spinner 10 in order to form a photoresist film with a thickness of, for example, yooo The inventors have discovered that a difference in unevenness that is even larger than that of the conventional one occurs. That is, the photoresist mts is thickest at the center;
Slightly outer circumference 1I from above the outer periphery of the chuck table 12
It is the thinnest in the donut-shaped region of ll], and it gradually becomes thicker from this thinner region toward the outer circumference. When such a film thickness difference occurs in the photoresist film 46, the resolution g1tL during exposure of the photoresist film decreases, and there is a drawback that fine processing cannot be performed by the photoetching process and a fine pattern cannot be obtained with high precision. I also discovered that.
七こで、このようなホトレジスト膜の膜厚t−泊−にす
るため、本発明者はスピンナの使用条件であるスピンナ
の回転速度If#に低速回転から高速回転に転換する場
合の回転速度、チャックテーブル面におけるウェハのセ
ツティング条件、ホトレジスト滴下状態、スピンナ内の
排気風速調節等による雰囲気状態等を種々変更した実験
會行ったが満足すべき均一な膜厚Oホトレジスト膜を得
ることがでmeかった。七〇で、半導体ウエノ1をホト
レジス)0塗布前K11発性洗浄液で洗浄し、ウエノ・
を洗浄液の揮発で冷却畜ゼた状曹でホトレジストの滴下
を行って見たが、ウェハ上に滴下されるホトレジストの
粘度が早く大きくな〕過ぎて、膜厚が不均一に1にって
しまう傾向が見られ友。それとは逆に、チャックテーブ
ルのみを予め加熱した状態でホトレジス)1−塗布した
場合の実験を行なったが、この場合にはホトレジスト膜
の膜厚ばらつきがよp顕著に&夕、均−tkJIK厚は
得られなかつた◇
そのため、さらに本発明者が均一な膜厚のホトシスト膜
を得るべくさらに鋭意研究したところ、次のような汀目
丁べき現象を見い出した。すなわち、従来のスピンナに
お杖るチャックテーブルはメマ
重責が大きくて回転時の立上9は悪いが、強度ゆ大きく
耐薬品性にもすぐれ加工精度のよいステンレススチール
、るるいは軽くて慣性が小さく、加工し易いアルミニウ
ムのいずれかで作られている。In order to make the photoresist film have such a film thickness t, the inventor of the present invention determined that the rotation speed of the spinner when changing from low speed rotation to high speed rotation, If#, which is the usage condition of the spinner, was Experiments were conducted in which the wafer setting conditions on the chuck table surface, the photoresist dropping condition, and the atmosphere condition by adjusting the exhaust air speed in the spinner were variously changed, but it was not possible to obtain a photoresist film with a satisfactory uniform thickness. won. At 70, the semiconductor Ueno 1 was cleaned with K11-based cleaning solution before applying Photoresist), and the Ueno
I tried dropping the photoresist using jelly which had been cooled by the volatilization of the cleaning solution, but the viscosity of the photoresist dropped onto the wafer increased too quickly and the film thickness became uneven. I see a trend, my friend. On the contrary, we conducted an experiment in which photoresist (1) was applied with only the chuck table preheated, but in this case, the film thickness variation of the photoresist film was much more pronounced, and the uniform thickness was ◇ Therefore, the present inventor conducted further intensive research in order to obtain a photocyst film with a uniform thickness, and discovered the following phenomenon. In other words, the chuck table attached to a conventional spinner has a large load and has a poor start-up during rotation, but it is made of stainless steel, which is strong, has excellent chemical resistance, and has good machining accuracy, and is lightweight and has low inertia. Made of aluminum, which is small and easy to work with.
ところが、これらのチャックテーブルは金属材から形成
されているため熱伝導性が非常に大きいものでめる。そ
のため、50”φの金属体からなるチャックテーブルに
これよりも大きな75■φ、1001φ尋の半導体ウェ
ハを載ぜてこのウニ・・表面にホトレジストを滴下する
と、金属体からなるチャックテーブルとこの個所に接触
しているクエへ部分との間に熱干渉が生じ熱循環閉回路
が形成されて、この部分のウェハ上のホトレジストがす
みやかに乾燥し固化するということ、つま9ホトレジス
ト中に含まれる溶剤で参るキシレン等の揮発性物質が揮
発しようとするとその気化熱が上記熱閉回路によって与
えられる状態となっているため、仁の部分のホトレジス
トが他の部分すなわちチャックテーブルからはみ出して
いるウエノ\部分(この部分のシェフ1周辺は空気とい
う熱伝導性の極めて悪い気体でh?)、)前述した熱伝
導性の極めて良^金属材からなるチャックテーブルと接
触している所と比較して熱的交渉がホトレジストとその
周辺との関に生ゼず、熱的に絶縁式れた状態となってお
9前述した如くの熱閉回路が形成場れていないと考えて
よ一部分)K比較して乾燥し十丁〈粘度が大となって遂
KFJ固化してしまうということを見い出した。また、
チャックテーブルの回転のために使用嘔れている駆動源
でおるモータで発生逼れ炙熱及びモータとチャックテー
ブルを連結している軸とそO軸受との関に発生する摩擦
熱等の熱が、咳軸t−通してチャックテーブルに伝達す
れ、その結果、チャックテーブルの温度が上昇し、それ
によりホトレジスト中に含まれる溶剤でるるキシレン等
の揮発性物質が揮発し、チャツクチ−プルの上方部分の
ホトレジストを他の部分よりも早く乾燥同化させる傾向
があることも新らたに見込出し友。その結果、前記した
ように、チャックテーブルの上方のホトレジスト膜の膜
厚は最も厚くなる一方、その外周側のドーナツ状領域の
ホトレジストはチャックテーブルの回転による遠心力で
外周方向に引っ張られるが、内側のホトレジストは既忙
乾燥固化しつつあるので、外周方向に引き寄せられるホ
トレジストの量は制限され、該ドーナツ状領域のみが薄
くなってしまうということを見い出し几。However, since these chuck tables are made of metal, they must have very high thermal conductivity. Therefore, if a larger semiconductor wafer of 75 mm diameter and 1001 diameter fathom is placed on a chuck table made of a metal body with a diameter of 50 inches, and photoresist is dropped onto the surface of this sea urchin, the chuck table made of a metal body and this area Thermal interference occurs between the wafer and the wafer that are in contact with the wafer, forming a thermal circulation closed circuit, and the photoresist on this part of the wafer quickly dries and solidifies. When volatile substances such as xylene try to volatilize, the heat of vaporization is given by the thermal closed circuit, so the photoresist on the inner part protrudes from other parts, that is, the chuck table. (The area around the chef 1 is air, which is a gas with extremely poor thermal conductivity. Consider that there is no negotiation between the photoresist and its surroundings, and the situation is thermally insulated, so that the thermally closed circuit described above is not formed. It was discovered that when dried, the viscosity increased and KFJ finally solidified.Also,
The heat generated by the motor, which is used as a drive source for rotating the chuck table, and the frictional heat generated between the shaft connecting the motor and chuck table and its O-bearing, are As a result, the temperature of the chuck table increases, which causes volatile substances such as xylene, which is a solvent contained in the photoresist, to volatilize, causing the upper part of the chuck table to evaporate. A new prospect is that photoresist tends to dry and assimilate faster than other parts. As a result, as mentioned above, the thickness of the photoresist film above the chuck table is the thickest, while the photoresist in the donut-shaped area on the outer periphery side is pulled toward the outer periphery due to the centrifugal force caused by the rotation of the chuck table, but the photoresist film on the inner side It was discovered that since the photoresist is already drying and solidifying, the amount of photoresist that is drawn toward the outer circumference is limited, and only the donut-shaped region becomes thinner.
それゆえ、上述した従来のスピンナの欠点及び問題点並
びに先に述べた如くの本発明者の検討結果を鑑みて、泊
−な膜厚のホトレジスト膜を得ることができる等のすぐ
れた特性を有するスピンナを提供することを本発明は目
的とするものでめる。Therefore, in view of the above-mentioned drawbacks and problems of the conventional spinner as well as the study results of the present inventors as mentioned above, it has excellent characteristics such as being able to obtain a photoresist film with a moderate thickness. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a spinner.
かかる目的に適うために、本発明によるスピンナは、チ
ャックテーブルを熱伝導率の不埒い材料で形成すること
により、ウェハ上に@布されたホトレジストとチャック
テーブルとの熱交流を減小さゼ、もってホトレジスト膜
の膜厚がウェハ全面にわたって均−Ktkるようにした
ものである。In order to meet this purpose, the spinner according to the present invention reduces the thermal exchange between the photoresist spread on the wafer and the chuck table by forming the chuck table with a material with poor thermal conductivity. As a result, the thickness of the photoresist film is made uniform over the entire surface of the wafer.
本発明に−hいてチャックテーブルの材料として使用さ
れるものは熱伝導性の低い非金属材が好適であや、たと
えばフッ素樹脂、%に硬く機緘的加工が容品で形状の経
時変化の少ないポリ六フフ化エチレン、tたはゴム等が
好適でめる。In the present invention, non-metallic materials with low thermal conductivity are preferably used as materials for the chuck table, such as fluororesin, which is extremely hard, easy to mechanically process, and has little change in shape over time. Polyhexafluoroethylene, rubber, etc. are suitable.
以下、本発明tliilK示す実施例【用いてさらに詳
述する。Hereinafter, the present invention will be described in further detail using examples illustrating the present invention.
第2図は本発明の一実施例であるホトレジスト塗布用の
スピンナの概略構成図、第3図はその拡大説明図である
。FIG. 2 is a schematic diagram of a spinner for applying photoresist according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an enlarged explanatory diagram thereof.
cのホトレジスト塗布用のスピンナは上カップ20と下
カップ22とから表る略円形状の処理容器18t−有し
、上カップ20は下カップ22に対して開閉できるよう
Kなってお9、上カップ20が閉じられた状1において
も両カップ20.2218内に導入し、その空気湾入経
路を規定するための部材である。The spinner for applying photoresist shown in c has a generally circular processing container 18t which is formed by an upper cup 20 and a lower cup 22, and the upper cup 20 is K-shaped so that it can be opened and closed with respect to the lower cup 22. Even when the cup 20 is in the closed state 1, it is a member that is introduced into both cups 20.2218 and defines the air inlet path.
26はチャックテーブルでラシ、半導体ウエノ114の
如き被処理物品を載せて真空吸着すると共に回転可能と
なってbるものである。このチャックテーブル26#i
下カツプ22の底壁を貫通する回転軸aot−aして駆
動モータ2BK連結されてbる。同図において29は回
転輪300軸受でめる。Reference numeral 26 denotes a chuck table on which an object to be processed, such as a rasp or a semiconductor wafer 114, is placed and vacuum-suctioned, and is rotatable. This chuck table 26#i
A rotating shaft aot-a passing through the bottom wall of the lower cup 22 is connected to a drive motor 2BK b. In the figure, 29 is a rotating wheel 300 bearing.
チャックテーブル26と回転軸30には半導体ウェハ1
4の真空吸着のための真空吸着孔32(第4図)が形成
されている。また、チャックテーブル26の上面側のウ
ェハ載置面には第4図および第5図に示すように前記真
空吸着孔32と連通ずる$34が複数個形成場れている
。A semiconductor wafer 1 is mounted on the chuck table 26 and the rotating shaft 30.
4 vacuum suction holes 32 (FIG. 4) are formed for vacuum suction. Further, a plurality of holes 34 communicating with the vacuum suction holes 32 are formed on the upper wafer mounting surface of the chuck table 26, as shown in FIGS. 4 and 5.
本実施例のチャックテーブル26は、駆動モータ28及
び回転輪30と軸受29との間で発生された熱が回転軸
30を経てチャックテラプル26に伝導され、該チャッ
クテーブル26からその上側の半導体ウェハ14に伝わ
るのを困WIAKするため、熱伝導性の低いポリ六フッ
化エチレンで作られている。したがって、本実施例では
、駆動モータ28及び軸受部からの熱が回転軸30を経
てチャックテーブル26に伝達したとしても、チャック
テーブル26が非金属材で6るポリ六7ツ化琵エチレン
という熱伝導性の低いものであることより、上記回転軸
3Gからの熱がそのままチャックテーブルzsc+jk
収場れチャックテーブルを加温することが極めて少なく
な9.ま几、かかる熱伝導性の低いチャックテーブルで
らるため、これに載せられている半導体ウェハにチャッ
クテーブルからの熱が印加されK〈いものでるる。し友
がって、チャックテーブルとξれに接触して載っている
半導体ウェハ部分との関に熱交流が生じ熱循環閉回路が
形成されるとしても、その熱閉回路には熱流がはとんど
流れない。したがってかかるウェハ上K11l布場れた
ホトレジスト中に含まれる溶剤であるキシレン等の揮発
性物質が揮発しようとしてもその揮発のために必要な気
化熱管上記閉回路によって得ることができない。そのた
め、該半導体ウェハ14上lit@有されたホトレジス
ト膜36の中央部のみが乾燥して高粘度になることがな
く、均一なホトレジスト膜36ft得ることができる。In the chuck table 26 of this embodiment, heat generated between the drive motor 28, the rotating wheel 30, and the bearing 29 is conducted to the chuck terrace 26 via the rotating shaft 30, and the heat generated between the drive motor 28, the rotating wheel 30, and the bearing 29 is conducted from the chuck table 26 to the semiconductor layer above it. In order to prevent the heat from being transmitted to the wafer 14, it is made of polyhexafluoroethylene, which has low thermal conductivity. Therefore, in this embodiment, even if the heat from the drive motor 28 and the bearing section is transmitted to the chuck table 26 through the rotating shaft 30, the chuck table 26 is made of polyhexane (polyhexane) ethylene, which is made of a non-metallic material. Since the material has low conductivity, the heat from the rotating shaft 3G is directly transferred to the chuck table zsc+jk.
9. There is very little need to heat the chuck table. However, since the chuck table has such a low thermal conductivity, the heat from the chuck table is applied to the semiconductor wafer placed on the chuck table, resulting in heat generation. Therefore, even if a thermal exchange occurs between the chuck table and the semiconductor wafer placed in contact with the ξ side, forming a thermal circulation closed circuit, there is no significant heat flow in the thermal closed circuit. It doesn't flow. Therefore, even if a volatile substance such as xylene, which is a solvent contained in the photoresist deposited on the wafer, attempts to volatilize, it cannot be obtained through the closed circuit of the vaporization heat tube necessary for volatilization. Therefore, only the central portion of the photoresist film 36 held on the semiconductor wafer 14 does not dry and become highly viscous, and a uniform photoresist film of 36 ft can be obtained.
−万、半導体ウェハ14°上にホトレジストを滴下する
友めのホトレジスト滴下ノズル38は上カップ20の土
壁の中央部付近に設けられている。A companion photoresist dropping nozzle 38 for dropping photoresist 14 degrees above the semiconductor wafer is provided near the center of the clay wall of the upper cup 20.
ホトレジスト滴下ノズル3Bは粘度等の異なるホトレジ
スト膜それぞれ別々に滴下するために第3図の如く複数
個設けることができる。A plurality of photoresist dropping nozzles 3B can be provided as shown in FIG. 3 in order to separately drop photoresist films having different viscosities.
ホトレジスト滴下ノズル38へのホトレジスト材料は、
ホトレジスト源42から、制御装置40で制御される加
圧定量ポンプエアバルブ、ソレノイドパルプ、逆止弁勢
を有する調節器44を経て定量ずつ供給でれる。The photoresist material to the photoresist dropping nozzle 38 is
A photoresist source 42 is supplied in metered quantities through a regulator 44 having a pressurized metering pump air valve, a solenoid pulp, and a check valve, which are controlled by a controller 40 .
また、前記上カップ20にはウェハの表面を清浄にする
ための表面処理液を供給するための処理液供給ノズル4
6が斜め方向に設けられている。The upper cup 20 also has a treatment liquid supply nozzle 4 for supplying a surface treatment liquid for cleaning the surface of the wafer.
6 is provided diagonally.
この処理液供給ノズル46へのシンナ等の処理液はホト
レジスト塗布前に半導体ウェハ14のホトレジスト塗布
面を清浄に−jるためのもので、処理液源4Bから、制
御装置40で制御される加圧ポンプ、調節弁尋からなる
調節器50、フィルタ52を経て処理源供給ノズル46
に供給嘔れるようになっている。The processing liquid such as thinner is supplied to the processing liquid supply nozzle 46 to clean the photoresist-coated surface of the semiconductor wafer 14 before applying the photoresist, and is supplied from the processing liquid source 4B to the processing liquid controlled by the control device 40. The treatment source supply nozzle 46 passes through a regulator 50 consisting of a pressure pump and a control valve, and a filter 52.
The supply is disgusting.
な訃、上記ウェハの前面処理手段とは別に、複数個設け
ているホトレジスト滴下ノズル38の1つを気体供給ノ
ズルとして流用することも本スピンナにjPいては講じ
られており、半導体ウェハ14に向って窒素ガス等の気
体を該ノズルから噴射させることにより、ウェハ14表
面に付着している塵芥等を取り除くウニ八表面清浄手法
が適用逼れている。気体供給ノズル(ホトレジスト滴下
ノズル38を流用したもの)への気体は気体源56から
、減圧調整器5B、制御装[40で制御逼れる調節器6
0及びホトレジスト流路系との切換手段61、フィルタ
62等の気体流路系をもって供給逼れる。However, in addition to the wafer front surface treatment means, this spinner also uses one of the plurality of photoresist dropping nozzles 38 as a gas supply nozzle. A surface cleaning method that removes dust and the like adhering to the surface of the wafer 14 by injecting gas such as nitrogen gas from the nozzle is increasingly being applied. Gas is supplied to the gas supply nozzle (using the photoresist dropping nozzle 38) from the gas source 56, the pressure reduction regulator 5B, and the regulator 6 controlled by the controller [40].
0 and a photoresist flow path system, and a gas flow path system including a filter 62 and the like.
前記下カップ22の底壁には空気およびシンナ等の表面
処理液、余分なホトレジス)1−排出する几めの排出管
64が取り付けられている。排出管64の中に吸入され
たものは矢印入方向に排出される(第3図参照)。排出
管64の中への吸入力により、上カップ20と下カップ
22との間の隙間24から吸入嘔れた空気も矢印ムで示
す如く流れる。この空気は半導体ウェハ14の回転によ
る遠心力で余分なホトレジストが周囲に飛散し、それが
はね返ってウェハ表面等忙不所望に付着するのを防止す
る作用を持つものである。また、下カップ22の内周辺
には、不要なホトレジストを霧状(ミスト)化するもの
で、ウェハから飛び散ったホトレジストがはね返ってふ
たたびウェハ表面に付近するのを防止する円筒形網状体
66が設けられている。Attached to the bottom wall of the lower cup 22 is a narrow discharge pipe 64 for discharging air, a surface treatment liquid such as thinner, and excess photoresist. The substances sucked into the discharge pipe 64 are discharged in the direction of the arrow (see FIG. 3). Due to the suction force into the discharge pipe 64, the air that has been sucked in through the gap 24 between the upper cup 20 and the lower cup 22 also flows as shown by the arrow mark. This air has the effect of preventing excess photoresist from scattering around due to the centrifugal force caused by the rotation of the semiconductor wafer 14, and from rebounding and adhering to unwanted surfaces such as the wafer surface. Furthermore, a cylindrical net-like body 66 is provided around the inner periphery of the lower cup 22 to turn unnecessary photoresist into a mist and prevent the photoresist scattered from the wafer from bouncing back and approaching the wafer surface again. It is being
なお、67はウェハ裏面にホトレジストが付着するのを
防止する目的をもつ友部材でるり、チャックテーブル2
6の回転にともないその周シの気体が回転し部材67と
チャツクテーブル26裏面との間に外方向の気流を発生
することにより上記目的を達成するものでるる。Note that 67 is a companion member whose purpose is to prevent photoresist from adhering to the back surface of the wafer.
As the chuck table 6 rotates, the gas around it rotates to generate an outward airflow between the member 67 and the back surface of the chuck table 26, thereby achieving the above object.
次に、本実施例の作用について説明する。まず、ホトレ
ジストの塗布に先立って、スピンナ10のチャックテー
ブル26上に載せた半導体ウエノ14を1図示しない真
空源から真9吸着孔32、真空吸着溝34f:介して骸
チャックテーブル26の真空吸着面上に吸着する。この
状襲で表面処理液供給ノズル46からシンナ岬の処理液
を半導体つ工・・14の表面に噴射して該ウエノ・全清
浄にした後。Next, the operation of this embodiment will be explained. First, prior to coating the photoresist, the semiconductor wafer 14 placed on the chuck table 26 of the spinner 10 is heated from a vacuum source (not shown) to the vacuum suction surface of the skeleton chuck table 26 through the vacuum suction hole 32 and the vacuum suction groove 34f. Adsorb onto the top. After this attack, the treatment liquid from Cape Shinna was sprayed from the surface treatment liquid supply nozzle 46 onto the surface of the semiconductor tool 14 to completely clean the surface.
チャックテーブル26の回転により乾燥さぜる。Drying is performed by rotating the chuck table 26.
このようにしてホトレジストの塗布のためのウェハの前
処理を終えた後、ホトレジスト膜半導体ウェハ14の中
央部上に滴下する。このとき、几とえは1001φの半
導体ウニ・・14を50”φのチャックテーブル26上
に載せt場合には2〜5aCのホトレジスト管滴下する
。その場−合、チャックテーブル26#i最初400r
、pom、で2秒間駆動モータ28により回転させてホ
トレジストをウェハ上面に拡げた後、5000r、p、
m、で12〜15秒間高遣回転させると、半導体ウエノ
114の上mKは中央部から外周縁まで非常に均一な膜
厚を持つ所望のホトレジストj[36が得られる。After completing the pretreatment of the wafer for photoresist application in this way, the photoresist film is dropped onto the center of the semiconductor wafer 14. At this time, the semiconductor sea urchin 14 of 1001φ is placed on the chuck table 26 of 50"φ, and a photoresist tube of 2 to 5 aC is dropped. In that case, the chuck table 26 #i is initially
, pom, for 2 seconds by the drive motor 28 to spread the photoresist over the top surface of the wafer, and then 5000 r, p,
By rotating at high speed for 12 to 15 seconds at m, a desired photoresist j [36] having a very uniform film thickness from the center to the outer periphery can be obtained on the upper mK of the semiconductor wafer 114.
本貞施fIIにおいては、スピンナ10のチャックテー
ブル26は全体が熱伝導性の低いポリ六フッ化エチレン
で形成されているので、3動モーp28、軸受部等から
の熱が回転軸30全通してチャックテーブル26に到達
しても、その誉が半導体ウェハ14に伝導されることが
tlとんどなく、該半導体ウェハ14上に滴下されtホ
トレジストが加熱式れるのを抑制する。したがって、ホ
トレジスト中に溶媒として含まれているキシレン等が特
にチャックテーブル26の上方の領域(中央領域)にお
いて揮発し、線領域のホトレジストのみが高粘度となる
ことが防止式れるので、ホトレジストはチャックテーブ
ル26の高速回転による遠心力で半導体ウェハ14の全
領域上に均一な膜厚のホトレジスト膜を形成する。In the present fII, the chuck table 26 of the spinner 10 is entirely made of polyhexafluoroethylene, which has low thermal conductivity, so that heat from the three-motion motor P28, bearings, etc. passes through the entire rotating shaft 30. Even if the photoresist reaches the chuck table 26, the photoresist is hardly transmitted to the semiconductor wafer 14, and the photoresist dropped onto the semiconductor wafer 14 is prevented from being heated. Therefore, xylene, etc. contained in the photoresist as a solvent is volatilized especially in the upper region (center region) of the chuck table 26, and only the photoresist in the line region is prevented from becoming highly viscous. A photoresist film having a uniform thickness is formed over the entire area of the semiconductor wafer 14 by the centrifugal force caused by the high speed rotation of the table 26.
なお、チャックテーブル26の材料としては前記シたポ
リ六フッ化エチレンの他に、熱伝導性の低いものであれ
ばよく、たとiば非金属材料でめるフッ素樹脂、ゴム等
の様々なものを使用できる。In addition to the above-mentioned polyhexafluoroethylene, the material of the chuck table 26 may be any material with low thermal conductivity, such as various non-metallic materials such as fluororesin, rubber, etc. can be used.
なお、ホトレジスト及びその溶媒たとえばキシレン等に
侵されにくいものであることに留意しておく必要がある
。It should be noted that it is not easily attacked by photoresist and its solvent such as xylene.
表1には各種材料の比熱と熱伝導率を例示する。Table 1 shows examples of specific heat and thermal conductivity of various materials.
表 1
91に例示する非金属材料は金属材料に比べて非常に低
い熱伝導率t−肩することがわかり、本発明にかかわる
スピンナKhけるチャックテーブルの材質に好適である
ことがわかる。It can be seen that the non-metallic materials exemplified in Table 191 have extremely low thermal conductivity t- compared to metallic materials, and are suitable as materials for the chuck table of the spinner according to the present invention.
第6図は本発明によるスピンナの他の1つの実施例會示
す部分断面図である。本実施例においては、スピンナの
チャックテーブル26Fiアルミニウムまたはステンレ
ススチールの如き金属材のチャックテーブル本体26ム
の表面にポリ六7ツ化エチレンの被覆層26Bを設は几
構造となっている。FIG. 6 is a partial sectional view showing another embodiment of the spinner according to the present invention. In this embodiment, the chuck table body 26 of the spinner is made of a metal material such as aluminum or stainless steel, and a coating layer 26B of polyhex7ethylene is provided on the surface of the chuck table body 26.
本実施例においても、駆動モータ28等からの熱が半導
体ウェハ14上のホトレジスト膜に伝導嘔れることはポ
リ六フッ化エチレンの被覆層26Bにより抑制される。In this embodiment as well, conduction of heat from the drive motor 28 and the like to the photoresist film on the semiconductor wafer 14 is suppressed by the polyhexafluoroethylene coating layer 26B.
第7図は本発明によるスピンナのざらに他の1つの実施
例を示す部分断面図である。本実施例においては、スピ
ンナのチャックテーブル26ii金属材゛よりなるチャ
ックテーブル本体26Aのウエノ1吸瑠面側のみをフッ
素樹脂の被覆層260で株った構造でおる。本実施例の
場合にも、フッ素樹脂の被覆層260により駆動モータ
2B等からの都が半導体ウェハ14上のホトレジスト膜
に伝導嘔れるのt抑制することかでき、均一な膜厚のホ
トレジスト膜′t−得ることができる。FIG. 7 is a partial sectional view showing another embodiment of the spinner according to the present invention. In this embodiment, only the wafer 1 sucking surface side of the chuck table body 26A of the spinner chuck table 26ii made of a metal material is covered with a coating layer 260 of fluororesin. In the case of this embodiment as well, the fluororesin coating layer 260 can suppress the conduction of energy from the drive motor 2B, etc. to the photoresist film on the semiconductor wafer 14, and the photoresist film with a uniform thickness can be prevented. t- can be obtained.
次に、本発明者がスピンナのチャックテーブルの材質及
び径の相異により、かかるチャックテーブル上の半導体
ウェハに塗布筋れたホトレジスト膜の膜厚状態がいかに
変化するかを実験した結果を示す◇
第8図ないし第12図はそれぞれ本発明者が様々な材質
および径のチャックテーブルについてホトレジスト膜の
膜厚の分布をより¥社のよりMystog厚測定機で測
定した結果を示す図でめる。これらの図において、X軸
方向とY軸方向の1目盛は実際寸法の3.8−に対応し
ており、z軸方向(膜厚)の1目盛は実際寸法の160
ムに対応するものである。使用した半導体ウエノ1の寸
法は901φ2測定範囲すなわち図示範囲は781φで
ある。Next, the inventor will show the results of an experiment to determine how the thickness of the photoresist film coated on the semiconductor wafer on the chuck table changes depending on the material and diameter of the chuck table of the spinner. FIGS. 8 to 12 are diagrams showing the results of measurements made by the inventor of the present invention of the film thickness distribution of photoresist films on chuck tables of various materials and diameters using a Mystog thickness measuring machine manufactured by Yoshiyuki Co., Ltd., respectively. In these figures, one scale in the X-axis direction and the Y-axis direction corresponds to 3.8- of the actual dimension, and one scale in the Z-axis direction (film thickness) corresponds to 160- of the actual dimension.
This corresponds to the system. The dimensions of the semiconductor wafer 1 used were 901φ2 measurement range, that is, the illustrated range was 781φ.
第8図は径381φのアルミニウム製のチャックテーブ
ル會有するスピンナを用いて半導体ウェハ表面にホトレ
ジスト膜を形成した場合のホトレジス)IIの膜厚分布
を示している。この場合の平均膜厚は8650λ、最大
膜厚は8727A、最小膜厚Fi860ONでめったが
、図の中央部の耐が大きく湾曲して台形(メサII)と
なっていることがら判るように、膜の中央部が厚く、そ
の外周のドーナツ状領域が薄く、嘔らにその外層側が厚
くなっており、不カーな膜厚分布となっている。FIG. 8 shows the film thickness distribution of photoresist II when a photoresist film is formed on the surface of a semiconductor wafer using a spinner having an aluminum chuck table having a diameter of 381φ. In this case, the average film thickness was 8650λ, the maximum film thickness was 8727A, and the minimum film thickness was Fi860ON. The central part of the film is thick, the donut-shaped region around its periphery is thin, and the outer layer side is even thicker, resulting in an uneven film thickness distribution.
第9図は、径so”φのアルミニウム製チャックテーブ
ル含有するスピンナを用いて半導体ウニ八表面にホトレ
ジスト膜を形成した場合のホトレジスト膜の膜厚分布を
示す亀のである。この場合の平均膜厚は5saIX、最
大膜厚は5yts;、最小膜厚は8603Aであった。Figure 9 shows the film thickness distribution of a photoresist film when a photoresist film is formed on the surface of a semiconductor using a spinner containing an aluminum chuck table with a diameter of 0.05 mm.The average film thickness in this case is as follows. was 5saIX, the maximum film thickness was 5yts; and the minimum film thickness was 8603A.
この場合にもか伝導性の大きいアルミニウム製のチャッ
クテーブルであるため、ホトレジスト膜の膜厚分布は不
均一なものである。また、第8図に図示するものとの比
較から、ホトレジスト膜の不均一膜厚によって形成され
た台形(メサ部)がチャックテーブルの径(as”φ→
50−φ)K対応した龜のとなっていることがわかり、
また、チャックテーブルの径の相異にともない、ホトレ
ジスト膜の厚膜部と薄膜部との境界線が変化しているこ
とから、チャックテーブルがホトレジスト膜の膜厚分布
に大きく影響していることがわかる・。In this case as well, since the chuck table is made of aluminum having high conductivity, the thickness distribution of the photoresist film is non-uniform. Also, from a comparison with what is shown in FIG. 8, the trapezoid (mesa portion) formed by the non-uniform thickness of the photoresist film is
50-φ) It turns out that the bolt is compatible with K,
Additionally, as the boundary line between the thick and thin portions of the photoresist film changes with the difference in chuck table diameter, it is clear that the chuck table has a large effect on the thickness distribution of the photoresist film. Recognize·.
第10図は真空吸着溝の幅が小さいこと以外は第9図の
ものと同様なチャックテーブルのスピンナを用いて半導
体ウニ八表面にホトレジスト膜を形成した場合のホトレ
ジスト膜の膜厚分布を示すものである。この場合の平均
膜厚ti86021.最この場合にも、ホトレジスト膜
の膜厚分布は不カーなものであ夛、チャックテーブルの
材質が膜厚不均一さに強く作用しており、その真空吸着
溝の形状変更により膜厚分布の不治−件の解消を行なう
ことは困難であることがわかる。Figure 10 shows the film thickness distribution of a photoresist film when a photoresist film is formed on the surface of a semiconductor urchin using a chuck table spinner similar to that of Figure 9 except that the width of the vacuum suction groove is small. It is. Average film thickness in this case ti86021. In this case as well, the film thickness distribution of the photoresist film is unreliable, and the material of the chuck table has a strong effect on film thickness non-uniformity, and changing the shape of the vacuum suction groove can affect the film thickness distribution. It can be seen that it is difficult to resolve incurable cases.
第11図は第2図〜第5WAt−用いて説明した本発明
の実施例に示した如くのスピンナを用いて半導体ウェハ
表面にホトレジストmt形成した場合のホトレジスト膜
の膜厚分布を示すものである。FIG. 11 shows the film thickness distribution of a photoresist film when photoresist mt is formed on the surface of a semiconductor wafer using a spinner as shown in the embodiment of the present invention explained using FIGS. 2 to 5 WAt-. .
チャックテーブル仕様は先に述べた如く、゛ポリ六7ツ
化エチレンを材料としたもので、チャックテーブル径は
50■φのものである。この場合、第11図における図
omがかな9直!lK近いことかられかるように非常に
均一な展厚分布か得られる。As mentioned above, the chuck table specifications are made of polyethylene hexane, and the chuck table diameter is 50 mm. In this case, the diagram om in Figure 11 is Kana 9th! As can be seen from the fact that the temperature is close to lK, a very uniform spreading thickness distribution can be obtained.
この場合の平均膜IlIはB603^、最大膜厚は第1
2図はゴムで構成したチャックテーブルを用いてホトレ
ジス)lit半導体ウニl5f1面に形成した場合のホ
トレジスト膜の膜厚分布管示すが、この場合も泊−な膜
厚分布となっている。この場最小膜厚は8579ムでめ
った。In this case, the average film IlI is B603^, and the maximum film thickness is the first
Figure 2 shows the film thickness distribution of the photoresist film when it is formed on the surface of the photoresist semiconductor sea urchin 15f using a chuck table made of rubber, and in this case also, the film thickness distribution is uniform. In this case, the minimum film thickness was 8579 μm.
以上説明し几ように、本発明によれば、極めて均一す膜
厚のホトレジストrt−得ることができる。As explained above, according to the present invention, it is possible to obtain a photoresist rt with an extremely uniform film thickness.
なお、本発明にかかわるスピンナは、ホトレジスト塗布
装置以外に種々の態様の材質の膜形成装置に適用できる
。The spinner according to the present invention can be applied to film forming apparatuses made of various materials other than photoresist coating apparatuses.
第1図は従来のスピンナを示す部分的概略W&明図、f
$2図は本発明の一実施例でめるスピンナの概略構成図
、第3図はその主l!部の拡大詳細説明図、第4図は本
発明によるスピンナの一実施例の部分断面図、W、5図
はその平面図、第6図は本発明によるスピンナの他の1
つの実施例の部分断面図、第7図は本発明によるスピン
ナの場らに他の1つの実施例の部分断面図、第8図ない
し第12図は様々な径および材質のチャックテーブルを
用いたスピンナにより得られるホトレジスト膜の膜厚分
布管示す図である。
1G・・・スピンナ、14−・・半導体ウニ、−126
・・・チャックテーブル、2B・・・駆動モータ、29
・・・軸受、30・・・回転軸、3ト・・真空吸着孔、
3ト・・溝。
第 2 図
第 3 図
第 4 図
第 5 図
第 6 図
第 7 図
第 8 図
2
第 9 図
第10図Figure 1 is a partial schematic diagram of a conventional spinner.
Figure 2 is a schematic configuration diagram of a spinner according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is its main structure. FIG. 4 is a partial sectional view of one embodiment of the spinner according to the present invention, FIG. 5 is a plan view thereof, and FIG. 6 is another example of the spinner according to the present invention.
FIG. 7 is a partial sectional view of another embodiment of the spinner according to the present invention, and FIGS. 8 to 12 show chuck tables of various diameters and materials. FIG. 3 is a diagram showing a film thickness distribution tube of a photoresist film obtained by a spinner. 1G...Spinner, 14-...Semiconductor sea urchin, -126
...Chuck table, 2B...Drive motor, 29
...Bearing, 30...Rotating shaft, 3...Vacuum suction hole,
3. Groove. Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 2 Figure 9 Figure 10
Claims (1)
なものであるチャックテーブルを具備するスピンナにお
いて、前記チャックテーブルの一部を金属材よりも熱伝
導性の低い部材で構成してなること’t%徴とするスピ
ンナ。 2、チャックテーブルとしては、その全体を金属材より
も熱伝導性の低い部材で構成してなる特許請求の範囲第
1項記載のスピンナ。 3、チャックテーブルを金属材から形成し、そのチャッ
クテーブルの外面を前記金稿材よりも熱伝導性の低いも
ので被覆してなる特許請求の範囲第1項記載のスピンナ
。 4、熱伝導性の低い部材としては、非金属材、鷺用いる
特許請求の範囲第1項記載のスピンナ。 5、 熱伝導性の低い部材としては、フッ素樹脂を用い
る特許請求の範囲第1項記載のスピンナ。 6、熱伝導性の低い部材としては、ポリ六フフ化エチレ
ンを用いる特許請求の範囲第1項記載のスピンナ。 7、熱伝導性ot%/%部材としては、ゴムを用いる特
許請求の範囲第1項記載のスピンナ。[Scope of Claims] 1. In a spinner equipped with a chuck table that can removably place a workpiece and is rotatable, a part of the chuck table is made of a material that is more thermally conductive than metal. A spinner characterized by being composed of low-profile members. 2. The spinner according to claim 1, wherein the chuck table is entirely constructed of a member having lower thermal conductivity than a metal material. 3. The spinner according to claim 1, wherein the chuck table is made of a metal material, and the outer surface of the chuck table is coated with a material having lower thermal conductivity than the metal material. 4. The spinner according to claim 1, wherein the member with low thermal conductivity is a non-metallic material. 5. The spinner according to claim 1, wherein the member with low thermal conductivity is made of fluororesin. 6. The spinner according to claim 1, in which polyhexafluoroethylene is used as the member with low thermal conductivity. 7. The spinner according to claim 1, wherein the thermally conductive ot%/% member is made of rubber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10705781A JPS5882521A (en) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | Spinner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10705781A JPS5882521A (en) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | Spinner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPS5882521A true JPS5882521A (en) | 1983-05-18 |
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ID=14449400
Family Applications (1)
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Country | Link |
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