JP2010042325A - Coating method and coating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基盤表面に溶液を塗布する塗布方法および塗布装置に関し、より詳細には、半導体素子などの基盤表面にポリイミドなどの高粘度の溶液を塗布し、塗布後の膜厚むらを改善することができる塗布方法および塗布装置に関する。 The present invention relates to a coating method and a coating apparatus for coating a solution on a substrate surface, and more specifically, a high-viscosity solution such as polyimide is coated on a substrate surface of a semiconductor element or the like to improve film thickness unevenness after coating. The present invention relates to a coating method and a coating apparatus.
基盤表面に溶液を塗布する塗布方法には、基盤を回転することなく静止状態で溶液を吐出して塗布する方法(以下「基盤静止塗布方法」という)と、基盤を回転させた状態で溶液を塗布する方法(以下「基盤回転塗布方法」という)とがある。 There are two coating methods for applying the solution to the substrate surface: a method in which the solution is discharged and applied in a stationary state without rotating the substrate (hereinafter referred to as “substrate stationary application method”), and a solution in which the substrate is rotated. There is a coating method (hereinafter referred to as “substrate rotation coating method”).
基盤静止塗布方法は、基盤の表面の凹凸が大きい場合に用いられる方法であるが、基盤の中心付近の膜厚が周辺部の膜厚よりも薄くなり、均一性が劣る傾向にある。基盤回転塗布方法は、基盤静止塗布方法よりも均一性を向上することはできるが、基盤の表面の凹凸が大きい場合に、溶液が塗布されない部分がある。 The base static coating method is a method used when the surface of the base has a large unevenness, but the film thickness in the vicinity of the center of the base becomes thinner than the film thickness in the peripheral part, and the uniformity tends to be inferior. The substrate spin coating method can improve the uniformity as compared with the substrate static coating method, but there are portions where the solution is not applied when the surface irregularities of the substrate are large.
図4は、低粘度の溶液および高粘度の溶液をノズルから基盤に吐出した状態を示す図である。ノズルが基盤に対して低い位置で250cp(0.25パスカル秒)未満の低粘度の溶液を吐出した場合、基盤静止塗布方法では、溶液の盛り上がりが低く、ノズルと溶液とが接することはない。基盤回転塗布方法では、水あめ状の状態、すなわち水あめが糸状に長く尾を引くような状態が発生することはない。 FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which a low-viscosity solution and a high-viscosity solution are discharged from the nozzle to the substrate. When a low-viscosity solution of less than 250 cp (0.25 Pascal seconds) is discharged at a position where the nozzle is low with respect to the substrate, the substrate static coating method has a low rise of the solution and the nozzle and the solution do not contact each other. In the substrate spin coating method, a candy-like state, that is, a state in which the candy is long in the form of a thread does not occur.
250cp以上の高粘度の溶液をノズルが基盤に対して低い位置で吐出した場合、基盤静止塗布方法では、吐出された溶液の盛り上がる高さが高くなり、基盤表面からのノズルの高さが2〜3mmであると、ノズル先端と溶液とが接し、ノズルに溶液が付着することがある。ノズル先端に付着した溶液は、異物となってパターン欠陥を発生させ、歩留まりを低下させる要因になる。基盤回転塗布方法では、ノズルの位置が低いので、溶液が水あめ状の状態になることはない。 When a high-viscosity solution of 250 cp or more is discharged at a position where the nozzle is low with respect to the substrate, in the substrate static coating method, the raised height of the discharged solution is high, and the height of the nozzle from the substrate surface is 2 to 2. If it is 3 mm, the tip of the nozzle may come into contact with the solution, and the solution may adhere to the nozzle. The solution adhering to the tip of the nozzle becomes a foreign substance and generates a pattern defect, which causes a decrease in yield. In the substrate spin coating method, since the position of the nozzle is low, the solution does not become a candy-like state.
250cp以上の高粘度の溶液をノズルが基盤に対して高い位置で吐出した場合、基盤静止塗布方法では、吐出された溶液の盛り上がる高さが高くなっても、基盤表面からのノズルの位置が高いので、ノズル先端に溶液が接することはない。基盤回転塗布方法では、ノズルの位置が高いので、溶液が水あめ状の状態になり、吐出の最後に水あめ状の状態の溶液が基盤表面に落ちて、その部分の膜厚が厚くなる。膜厚が厚くなった溶液は、パターン欠陥を発生させ、歩留まりを低下させる要因になる。 When a high-viscosity solution of 250 cp or more is discharged at a high position with respect to the base, the base static coating method has a high nozzle position from the base surface even if the height of the discharged solution rises. Therefore, the solution does not contact the nozzle tip. In the substrate spin coating method, since the position of the nozzle is high, the solution is in a candy-like state, and the solution in the candy-like state falls on the surface of the substrate at the end of discharge, and the film thickness of that portion becomes thick. A solution having a large film thickness causes pattern defects and causes a decrease in yield.
基盤回転塗布方法による第1の従来の技術として、特許文献1に記載される半導体製造装置がある。この半導体製造装置は、ウエハ上にフォトレジストを吐出するレジストノズルをウエハの中心からウエハの周辺にモータによって移動可能とする。そして、ウエハとレジストノズルとの間の距離もノズル上下用カムで可変することができるように構成したものである。ウエハは、ウエハチャックに真空吸着されて回転し、ウエハとレジストノズルとの間の距離は、ノズルが中心にあるときよりも周辺にあるときの方が大きい距離とされる。
As a first conventional technique based on the substrate spin coating method, there is a semiconductor manufacturing apparatus described in
基盤静止塗布方法による第2の従来の技術として、特許文献2に記載される塗布膜形成装置がある。この塗布膜形成装置は、塗布対象物に塗布液を噴霧する噴霧装置を備えており、塗布対象物は、ワークステージに載置されて水平方向に移動され、噴霧装置によって表面全体に塗布液が塗布される。塗布液が塗布された後、形成された塗布膜の膜厚が膜厚測定器によって測定される。測定された膜厚が必要な膜厚よりも薄い部位を検出すると、再度噴霧装置による塗布処理を行うことによって、表面に凹凸部を有する塗布対象物に均一な塗布膜の形成を可能にする。塗布対象物は、回転運動されることはない。
As a second conventional technique based on the base static coating method, there is a coating film forming apparatus described in
基盤静止塗布方法による第3の従来の技術として、特許文献3に記載される処理システムがある。この処理システムは、被処理基板の厚さのバラツキに対して、ステージ上の被処理基板と塗布ノズルの吐出口とのギャップを一定に保ちつつ、処理液を吐出口から被処理基板に吐出する。この処理システムは、被処理基板を回転運動させることなく、被処理基板に所望の膜厚でレジスト液を塗布する。
As a third conventional technique based on the base static coating method, there is a processing system described in
ポリイミド溶液は、半導体素子の保護膜あるいは絶縁膜を形成するために使用されている。近年、ポリイミド溶液を塗布して形成された保護膜を使用した半導体素子は、衝撃に強いので、携帯電話機用および自動車用の半導体素子として需要が伸びてきている。携帯電話機および自動車などの製品は小型化の傾向にあり、これらの製品に使用される半導体素子も縮小化が求められるとともに、半導体素子に形成されるポリイミド膜の膜厚の均一性の向上も要求されている。 The polyimide solution is used for forming a protective film or an insulating film of a semiconductor element. In recent years, a semiconductor element using a protective film formed by applying a polyimide solution is resistant to impact, so that the demand for semiconductor elements for mobile phones and automobiles is increasing. Products such as mobile phones and automobiles tend to be miniaturized, and semiconductor elements used in these products are required to be reduced, and the uniformity of the film thickness of the polyimide film formed on the semiconductor elements is also required. Has been.
しかしながら、ポリイミド溶液は、粘度が250cp以上と高く、基盤静止塗布方法および基盤回転塗布方法のいずれの方法を用いるとしても、図4に示したように、膜厚にばらつきが発生し、膜厚を均一にすることができないという問題がある。 However, the polyimide solution has a high viscosity of 250 cp or more, and as shown in FIG. 4, the film thickness varies even if any of the base static coating method and the base spin coating method is used. There is a problem that it cannot be made uniform.
第1の従来の技術は、ノズルを基盤の中心から周辺に移動させながら溶液を吐出する方法で、低粘度の溶液の場合には有効な方法であるが、ポリイミド溶液のように高粘度の溶液の場合には、基盤周辺ではじき現象が発生するという問題がある。はじき現象とは、回転する基盤上の回転中心からずれた位置に高粘度の溶液を吐出したとき、基盤上に吐出された溶液が基盤表面の上を転がる様に流される現象のことである。 The first conventional technique is a method of discharging a solution while moving the nozzle from the center of the substrate to the periphery, and is an effective method in the case of a low-viscosity solution. However, a high-viscosity solution such as a polyimide solution is used. In this case, there is a problem that a repellency phenomenon occurs around the base. The repelling phenomenon is a phenomenon in which when a highly viscous solution is discharged to a position shifted from the center of rotation on a rotating substrate, the solution discharged on the substrate flows so as to roll on the substrate surface.
第2の従来の技術は、溶液を噴霧する方法であるが、ポリイミド溶液は粘度が高く噴霧することができない。第3の従来の技術は、基板の厚さのバラツキに対して、基板と塗布ノズルの吐出口とのギャップを一定に保つものであるが、高粘度の溶液で発生する高い盛り上がりおよび水あめ状の状態に起因する問題を解決するものではない。 The second conventional technique is a method of spraying a solution, but a polyimide solution has a high viscosity and cannot be sprayed. The third conventional technique is to keep the gap between the substrate and the discharge port of the coating nozzle constant with respect to the variation in the thickness of the substrate. It does not solve the problem caused by the condition.
本発明の目的は、高粘度の溶液を基盤表面に均一な膜厚で塗布することができる塗布方法および塗布装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the coating method and coating device which can apply | coat a highly viscous solution with the uniform film thickness on a base surface.
本発明は、鉛直方向に延びる中心軸まわりに回転可能な基盤の上面に前記中心軸上に配置されるノズルから鉛直方向の下方に溶液を吐出して塗布する塗布方法であって、
ノズルの先端から基盤の上面までのノズル基盤間距離が予め定める第1の距離と予め定める第1の距離よりも小さい予め定める第2の距離との間で、基盤が静止している状態のときから、基盤が回転している状態のときにわたって、ノズルから溶液を基盤の上面に吐出して塗布しつつ、基盤の回転に連動してノズルを鉛直方向の下方に移動することを特徴とする塗布方法である。
The present invention is an application method for applying a solution by discharging a solution downward in the vertical direction from a nozzle disposed on the central axis on the upper surface of a base that is rotatable about the central axis extending in the vertical direction,
When the base is stationary between the first distance that is predetermined from the tip of the nozzle to the upper surface of the base and the second distance that is smaller than the predetermined first distance. From the time when the base is rotating, the nozzle is moved in the vertical direction in conjunction with the rotation of the base while the solution is discharged from the nozzle onto the top surface of the base and applied. Is the method.
また本発明は、基盤を載置する載置手段と、
前記基盤載置手段に載置される前記基盤を、鉛直方向に延びる中心軸まわりに回転させる回転手段と、
前記中心軸上に配置され、鉛直方向の下方に設けられる前記基盤に溶液を吐出して塗布する吐出手段と、
前記吐出手段を鉛直方向の下方に移動させる移動手段と、
前記回転手段および前記吐出手段を制御して、基盤が静止している状態のときから、基盤が回転している状態のときにわたって、溶液を前記吐出手段から前記基盤の上面に吐出させて塗布しつつ、前記回転手段による前記基盤の回転に連動して、前記移動手段によって前記吐出手段を、前記吐出手段の先端から前記基盤の上面までの距離が予め定める第1の距離と予め定める第1の距離よりも小さい予め定める第2の距離との間で移動させる制御手段とを含むことを特徴とする塗布装置である。
The present invention also includes a mounting means for mounting the base;
Rotating means for rotating the base placed on the base placing means around a central axis extending in the vertical direction;
Discharging means that is disposed on the central axis and that discharges and applies a solution to the base provided below in the vertical direction;
Moving means for moving the discharge means downward in the vertical direction;
The rotating means and the discharging means are controlled so that the solution is discharged from the discharging means to the upper surface of the base and applied from when the base is stationary to when the base is rotating. Meanwhile, in conjunction with the rotation of the base by the rotating means, the moving means causes the discharge means to be set to a first distance that is predetermined as a distance from the tip of the discharge means to the top surface of the base. And a control means for moving between a predetermined second distance smaller than the distance.
本発明によれば、鉛直方向に延びる中心軸まわりに回転可能な基盤の上面に前記中心軸上に配置されるノズルから鉛直方向の下方に溶液を吐出して塗布するにあたって、ノズルの先端から基盤の上面までの距離が予め定める第1の距離と予め定める第1の距離よりも小さい予め定める第2の距離との間で、基盤が静止している状態のときから、基盤が回転している状態のときにわたって、ノズルから溶液を基盤の上面に吐出して塗布しつつ、基盤の回転に連動してノズルを鉛直方向の下方に移動する。 According to the present invention, when a solution is discharged and applied vertically downward from a nozzle disposed on the central axis on the upper surface of the base that is rotatable about a central axis extending in the vertical direction, the base from the tip of the nozzle is applied. The base is rotating from a state where the base is stationary between a predetermined first distance and a predetermined second distance that is smaller than the predetermined first distance. The nozzle is moved downward in the vertical direction in conjunction with the rotation of the substrate while discharging the solution from the nozzle to the upper surface of the substrate and applying it.
したがって、本発明に係る塗布方法を適用すれば、基盤の回転と連動してノズルの高さを制御することができるので、高粘度の溶液を塗布しても、基盤の中心付近の溶液の盛り上がりとノズルとが接すること、および溶液が水あめ状の状態、すなわち水あめが糸状に長く尾を引くような状態になることを回避することができ、基盤表面に均一な膜厚で溶液を塗布することができる。 Therefore, if the coating method according to the present invention is applied, the height of the nozzle can be controlled in conjunction with the rotation of the base, so that even when a highly viscous solution is applied, the solution rises near the center of the base. And the nozzle is in contact with the solution, and the solution is in a candy-like state, that is, the candy candy can be prevented from becoming a long string-like tail, and the solution is applied to the substrate surface with a uniform film thickness. Can do.
また本発明によれば、載置手段によって、基盤が載置され、回転手段によって、前記基盤載置手段に載置される前記基盤が、鉛直方向に延びる中心軸まわりに回転され、前記中心軸上に配置される吐出手段によって、鉛直方向の下方に設けられる前記基盤に溶液が吐出されて塗布され、移動手段によって、前記吐出手段が鉛直方向の下方に移動される。そして、制御手段によって、前記回転手段および前記吐出手段を制御して、基盤が静止している状態のときから、基盤が回転している状態のときにわたって、溶液を前記吐出手段から前記基盤の上面に吐出させて塗布しつつ、前記回転手段による前記基盤の回転に連動して、前記移動手段によって前記吐出手段が、前記吐出手段の先端から前記基盤の上面までの距離が予め定める第1の距離と予め定める第1の距離よりも小さい予め定める第2の距離との間で移動される。 According to the invention, the base is placed by the placing means, and the base placed on the base placing means is rotated around the central axis extending in the vertical direction by the rotating means. The solution is discharged and applied to the base provided below in the vertical direction by the discharge means disposed above, and the discharge means is moved downward in the vertical direction by the moving means. Then, the control means controls the rotating means and the discharging means so that the solution is discharged from the discharging means to the upper surface of the base from when the base is stationary to when the base is rotating. The distance between the tip of the discharge means and the top surface of the base is determined in advance by the moving means in conjunction with the rotation of the base by the rotating means. And a predetermined second distance smaller than the predetermined first distance.
したがって、基盤の回転と連動してノズルの高さを制御することができるので、高粘度の溶液を塗布しても、基盤の中心付近の溶液の盛り上がりとノズルとが接すること、および溶液が水あめ状の状態、すなわち水あめが糸状に長く尾を引くような状態になることを回避することができ、基盤表面に均一な膜厚で溶液を塗布することができる。 Therefore, since the height of the nozzle can be controlled in conjunction with the rotation of the base, even if a highly viscous solution is applied, the rise of the solution near the center of the base and the nozzle are in contact with each other, and the solution is water-filled. In other words, it is possible to avoid a state where the candy is in a state of having a long tail like a thread, and the solution can be applied to the substrate surface with a uniform film thickness.
図1は、本発明の実施の一形態である基盤処理装置1の構成を模式的に示す図である。塗布装置である基盤処理装置1は、基盤吸着チャック11、カップ12、基盤回転用モータ13、薬液ノズル14、ノズル上下シリンダ15、ノズル支柱16、上方センサ17、下方センサ18および制御部19を含んで構成される。本発明に係る塗布方法は、基盤処理装置1で処理される。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a
載置手段である基盤吸着チャック11は、半導体素子などの基盤2を吸着して載置する。カップ12は、基盤2に塗布された溶液(以下「塗布液」という)が基盤2の回転によって基盤2から飛散したとき、その飛散した塗布液を収集するための容器である。回転手段である基盤回転用モータ13は、基盤吸着チャック11に結合される回転駆動軸を有し、回転駆動軸を回転させることによって、基盤吸着チャック11に載置されている基盤2を回転する。基盤回転用モータ13は、制御部19からの指示によって、基盤2を回転させ、あるいは回転を停止して静止状態とする。基盤2を回転させる回転数は、制御部19から指示される。
A
ノズルである薬液ノズル14は、塗布液を先端から鉛直方向に吐出して基盤2に塗布する吐出手段であり、ノズル支柱16によって保持される。薬液ノズル14は、制御部19からの指示によって、塗布液の吐出を開始し、あるいは塗布液の吐出を停止する。ノズル上下シリンダ15は、制御部19からの指示によって、ノズル支柱16を上下方向に移動することによって、薬液ノズル14の先端と基盤2の上面とのノズル基盤間距離Lを変える。ノズル支柱16は、薬液ノズル14を保持し、ノズル上下シリンダ15によって上下方向に移動される。ノズル上下シリンダ15およびノズル支柱16は、移動手段である。
The chemical
上方センサ17は、ノズル基盤間距離Lが予め定める第1の距離、たとえば10mmになる位置に、ノズル支柱16が位置付いていることを検知するセンサであり、ノズル支柱16がその位置に位置付いていることを検知すると、その旨を制御部19に知らせる。下方センサ18は、ノズル基盤間距離Lが予め定める第2の距離、たとえば2mmになる位置に、ノズル支柱16が位置付いていることを検知するセンサであり、ノズル支柱16がその位置に位置付いていることを検知すると、その旨を制御部19に知らせる。薬液ノズル14は、ノズル基盤間距離Lが2mmのとき、図1に示した薬液ノズル14aの位置に位置付いている。
The
制御手段である制御部19は、たとえば中央処理装置(以下「CPU」という)および半導体メモリなどによって構成され、CPUは、半導体メモリに記憶される制御プログラムを実行することによって、基盤回転用モータ13、薬液ノズル14およびノズル上下シリンダ15を制御する。塗布液は、250cp(0.25パスカル秒)以上4500cp以下の高粘度の溶液、たとえばポリイミド溶液である。
The
図2は、基盤処理装置1がポリイミド溶液を塗布する塗布シーケンスを示すグラフである。図2(a)は、時間の経過と基盤2の回転数との関係を示す図であり、横軸が時間(秒)で、縦軸が基盤回転数(rpm:回転/秒)である。図2(b)は、時間の経過とノズル基盤間距離Lとの関係を示す図であり、横軸が時間(秒)で、縦軸が薬液ノズル14の先端と基盤2の上面とのノズル基盤間距離L(mm)である。
FIG. 2 is a graph showing an application sequence in which the
時間「0」で、ノズル基盤間距離Lは10mmであり、基盤2の回転数は0rpmつまり基板2の回転は停止している静止状態である。薬液ノズル14は、時間「0」で、制御部19からの指示によってポリイミド溶液の吐出を開始する。時間「0」から5秒が経過した時、基盤回転用モータ13は、制御部19からの指示によって、基盤2の回転を開始した後回転数を上昇し、同時にノズル上下シリンダ15は、制御部19からの指示によって、矢印D方向つまり鉛直方向への薬液ノズル14の降下を開始する。この間、薬液ノズル14は、ポリイミド溶液の吐出を継続している。単位時間あたりの溶液の吐出量は、予め定められていて、吐出時には変動しない。
At the time “0”, the distance L between the nozzle bases is 10 mm, the rotational speed of the
時間「0」から6秒が経過した時、すなわち基盤2の回転が開始してから加速時間1秒が経過した時、ノズル上下シリンダ15は、制御部19からの指示によって、薬液ノズル14の降下を停止する。基盤2の回転が開始してから加速時間1秒が経過した時、ノズル基盤間距離Lは2mmとなる。同時に、基盤回転用モータ13は、制御部19からの指示によって、基盤2の回転数の上昇を停止させる。基盤2の回転が開始してから加速時間1秒が経過した時、基盤2の回転数は、予め定める第1の回転数、たとえば1500rpmとなる。
When 6 seconds have elapsed from time “0”, that is, when acceleration time of 1 second has elapsed since the rotation of the
時間「0」から11秒が経過した時、すなわちノズル基盤間距離Lが2mmになった時から5秒経過した時、薬液ノズル14は、制御部19からの指示によって、継続していたポリイミド溶液の吐出を停止する。したがって、薬液ノズル14は、時間「0」から11秒間ポリイミド溶液を吐出したことになる。時間「0」から11秒が経過した後、基盤回転用モータ13は、制御部19からの指示によって、基盤2の回転数の上昇を再開させ、回転数が3000rpmになるまで基盤2の回転数を上昇させる。
When 11 seconds have elapsed from the time “0”, that is, when 5 seconds have elapsed since the distance L between the nozzle bases became 2 mm, the
このように、基盤2が静止している状態で基盤2の上面にポリイミド溶液を塗布して、基盤2の上面にポリイミド溶液が盛り上がっても、ノズル基盤間距離Lが10mmであるので、盛り上がったポリイミド溶液に薬液ノズル14が接することはない。さらに、基盤2の上面に塗布されて盛り上がったポリイミド溶液を広げるために、基盤2の回転を開始すると、盛り上がっていたポリイミド溶液の高さが減少する。そして、ポリイミド溶液の高さが減少し始めると、薬液ノズル14の降下を開始する。基盤2の回転数が上昇し、1500rpmに到達するときに、ノズル基盤間距離Lが2mmになるように制御される。薬液ノズル14は、基盤2が1500rpmで回転している状態で、ポリイミド溶液を吐出するが、ノズル基盤間距離Lが2mmであるので、ポリイミド溶液が水あめ状の状態、すなわち水あめが糸状に長く尾を引くような状態になることはない。
Thus, even when the polyimide solution was applied to the upper surface of the
図3は、基盤2に形成されたポリイミド溶液の膜厚分布を示す図である。横軸は、基盤測定ポイントであり、基盤2の中心からの半径方向の距離(cm)であり、縦軸は、ポリイミド膜厚(nm)である。図3(a)は、従来の技術による基盤静止塗布方法を用いてポリイミド溶液を基盤2に塗布した場合の膜厚分布である。中心位置でのポリイミド膜厚は、1035(nm)であるのに対し、中心から1〜3cmの位置のポリイミド膜厚は、1060〜1123(nm)であり、中心位置でのポリイミド膜厚が周辺の位置でのポリイミド膜厚よりも小さい値となっている。
FIG. 3 is a diagram showing the film thickness distribution of the polyimide solution formed on the
図3(b)は、従来の技術による基盤回転塗布方法を用いてポリイミド溶液を基盤2に塗布した場合の膜厚分布である。中心位置でのポリイミド膜厚は、1023(nm)であるのに対し、中心から1〜3cmの位置のポリイミド膜厚は、996〜1004(nm)であり、中心位置でのポリイミド膜厚が周辺の位置でのポリイミド膜厚よりも大きい値となっている。図3(c)は、本発明に係る基盤処理装置1によって、ポリイミド溶液を基盤2に塗布した場合の膜厚分布である。中心位置および周辺の位置のいずれの位置でもポリイミド膜厚は、1000〜1005(nm)であり、ポリイミド溶液は均一な膜厚で塗布されている。
FIG. 3B shows the film thickness distribution when the polyimide solution is applied to the
すなわち、基盤処理装置1は、高粘度の溶液、たとえばポリイミド溶液を基板2に塗布しても、基盤2に塗布されたポリイミド溶液の膜厚を均一にすることができる。
That is, the
上述した実施の形態では、予め定める第1の距離を10mmとしたが、7〜10mmの間のうちいずれかの距離であってもよい。予め定める第2の距離を2mmとしたが、2〜3mmの間のうちいずれかの距離であってもよい。予め定める第1の回転数を1500回転/秒としたが、500〜2000回転/秒の間のうちいずれかの回転数であってもよい。加速時間を1秒としたが、0.5〜2秒の間のうちいずれかの時間であってもよい。加速時間は、加速時、つまり基盤2の状態が静止から回転に移行するとき、溶液が円形に広がること、および加速時も溶液を吐出しているので吐出した溶液が水あめ状にならない時間である。
In the embodiment described above, the predetermined first distance is 10 mm, but it may be any distance between 7 and 10 mm. The predetermined second distance is 2 mm, but may be any distance between 2 and 3 mm. Although the predetermined first rotation speed is 1500 rotations / second, it may be any rotation speed between 500 and 2000 rotations / second. Although the acceleration time is 1 second, it may be any time between 0.5 and 2 seconds. The acceleration time is a time during which the solution spreads in a circular shape when accelerating, that is, when the state of the
さらに、基盤2が停止している静止状態でポリイミド溶液を塗布する時間を5秒としたが、1〜5秒の間のうちいずれかの時間であってもよい。基盤2が静止している状態で溶液を吐出する時間は、高粘度の溶液が盛り上がって高さが高くなりすぎないこと、および吐出時間が短いと塗布不良が発生するので塗布不良の発生しない時間である。基盤が予め定める第1の回転数で回転している状態でポリイミド溶液を塗布する時間を5秒としたが、2〜5秒の間のうちいずれかの時間であってもよい。第1の回転数で回転している状態で溶液を吐出する時間は、高粘度の溶液が基盤2全面に広がる時間である。膜厚ばらつきを抑えるため、この広がりが終わるまで溶液を吐出する。
Furthermore, although the time for applying the polyimide solution in a stationary state where the
さらに、上述した実施の形態では、高粘度の溶液として、ポリイミド溶液を用いたが、ポリイミド溶液に限定されるものではなく、たとえば感光性樹脂のレジスト膜を形成するための高粘度の溶液であってもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the polyimide solution is used as the high-viscosity solution. However, the polyimide solution is not limited to the polyimide solution. For example, the high-viscosity solution for forming a resist film of a photosensitive resin is used. May be.
このように、基盤2が静止している状態のときに、高粘度の溶液を吐出して、基盤2の中心付近の高粘度の溶液の盛り上がりが、低粘度の溶液の盛り上がりの高さよりも高くなっても、薬液ノズル14の位置を高くしているので、薬液ノズル14が溶液の盛り上がり部分と接することを防ぐことができる。さらに、基盤2が第1の回転数で回転している状態のときに、薬液ノズル14の位置を低くして高粘度の溶液を吐出するので、高粘度の溶液が水あめ状の状態、すなわち水あめが糸状に長く尾を引くような状態になることを回避することができる。したがって、本発明に係る基盤処理装置1は、および基盤処理装置1で処理される本発明に係る塗布方法を適用すれば、ポリイミド溶液などの高粘度の溶液を基盤2の上面に均一な膜厚で塗布することができる。均一な膜厚で塗布することができるので、膜厚ばらつきが原因となって発生するパターン不良を低減することができ、半導体素子の歩留まりを改善することができる。さらに、基盤処理装置1は、既存の設備を安価な費用で改造して実現することができる。
Thus, when the
このように、鉛直方向に延びる中心軸まわりに回転可能な基盤2の上面に前記中心軸上に配置される薬液ノズル14から鉛直方向の下方に溶液を吐出して塗布するにあたって、薬液ノズル14の先端から基盤2の上面までのノズル基盤間距離Lが予め定める第1の距離と予め定める第1の距離よりも小さい予め定める第2の距離との間で、基盤2が静止している状態のときから、基盤2が回転している状態のときにわたって、薬液ノズル14から溶液を基盤2の上面に吐出して塗布しつつ、基盤2の回転に連動して薬液ノズル14を鉛直方向の下方に移動する。
Thus, when the solution is discharged and applied downward from the
したがって、本発明に係る塗布方法を適用すれば、基盤2の回転と連動して薬液ノズル14の高さを制御することができるので、高粘度の溶液を塗布しても、基盤2の中心付近の溶液の盛り上がりと薬液ノズル14とが接すること、および溶液が水あめ状の状態、すなわち水あめが糸状に長く尾を引くような状態になることを回避することができ、基盤2の表面に均一な膜厚で溶液を塗布することができる。
Therefore, if the coating method according to the present invention is applied, the height of the
さらに、薬液ノズル14は、基盤2が静止している状態で、前記ノズル基盤間距離Lが前記予め定める第1の距離で溶液の吐出を開始し、溶液の吐出を開始した後、基盤2の回転を開始すると同時に下降を開始し、基盤2の回転数が予め定める第1の回転数になる時に、前記予め定める第2の距離まで下降し、前記ノズル基盤間距離Lが前記予め定める第2の距離に到達した後、溶液の吐出を停止する。
Furthermore, the
したがって、静止状態のとき薬液ノズル14位置を高くして溶液を吐出するので、中心付近の溶液の盛り上がりに薬液ノズル14が接することを防止することができ、かつ、基盤2が第1の回転数で回転している状態のとき、薬液ノズル14の位置を低くするので、水あめ状の状態、すなわち水あめが糸状に長く尾を引くような状態を回避することができ、高粘度の溶液を基盤2の表面に均一な膜厚で塗布することができる。
Therefore, since the
さらに、前記予め定める第1の距離は、7mm〜10mmであるので、基盤2が静止している状態で高粘度の溶液を吐出しても、基盤2の中心付近で低粘度の溶液の場合よりも高く盛り上がった溶液に薬液ノズル14が接することはない。
Furthermore, since the predetermined first distance is 7 mm to 10 mm, even if the high-viscosity solution is ejected while the
さらに、前記予め定める第2の距離は、2mm〜3mmであるので、高粘度の溶液であっても溶液が水あめ状の状態、すなわち水あめが糸状に長く尾を引くような状態になることはない。 Furthermore, since the predetermined second distance is 2 mm to 3 mm, even if the solution is a highly viscous solution, the solution will not be in a candy-like state, that is, the candy will not be in a state in which the tail is long in a string shape. .
さらに、基盤2が静止状態から前記予め定める第1の回転数になるまでの加速時間は、0.5秒〜2秒であり、前記予め定める第1の回転数は、500回転/秒〜2000回転/秒であるので、高粘度の溶液が円形に広がりをはじめ、水あめ状になることはない。 Further, the acceleration time from the stationary state to the predetermined first rotation speed from the stationary state is 0.5 second to 2 seconds, and the predetermined first rotation speed is 500 rotations / second to 2000 rotations. Since rotation / second, the high-viscosity solution starts to spread in a circular shape and does not become a candy-like shape.
さらに、薬液ノズル14は、基盤2が静止している状態で、1秒〜5秒間溶液を吐出し、基盤2が前記予め定める第1の回転数で回転している状態で、2秒〜5秒間溶液を吐出するので、高粘度の溶液の盛り上がりを制御し基盤2の回転時に溶液が基盤に均一に塗布することができる。
Further, the
さらに、前記溶液の粘度は、250cp(0.25パスカル秒)以上4500cp以下であるので、250cp以上4500cp以下の高い粘度の溶液を塗布しても、膜厚を均一にすることができる。 Furthermore, since the viscosity of the solution is 250 cp (0.25 Pascal second) or more and 4500 cp or less, the film thickness can be made uniform even when a solution having a high viscosity of 250 cp or more and 4500 cp or less is applied.
さらに、前記溶液は、ポリイミド溶液であるので、均一な膜厚のポリイミド膜を形成することができる。 Furthermore, since the solution is a polyimide solution, a polyimide film having a uniform film thickness can be formed.
さらに、前記溶液は、感光性樹脂のレジスト膜を形成するための溶液であるので、均一な膜厚の感光性樹脂のレジスト膜を形成することができる。 Further, since the solution is a solution for forming a photosensitive resin resist film, it is possible to form a photosensitive resin resist film having a uniform thickness.
さらに、基盤吸着チャック11によって、基盤2が載置され、基盤回転用モータ13によって、基盤吸着チャック11に載置される基盤2が、鉛直方向に延びる中心軸まわりに回転され、前記中心軸上に配置される薬液ノズル14によって、鉛直方向の下方に設けられる基盤2に溶液が吐出されて塗布され、ノズル上下シリンダ15およびノズル支柱16によって、薬液ノズル14が鉛直方向の下方に移動される。そして、制御部19によって、基盤回転用モータ13および薬液ノズル14を制御して、基盤2が静止している状態のときから、基盤2が回転している状態のときにわたって、溶液を薬液ノズル14から基盤2の上面に吐出させて塗布しつつ、基盤回転用モータ13による基盤2の回転に連動して、ノズル上下シリンダ15およびノズル支柱16によって薬液ノズル14が、薬液ノズル14の先端から基盤2の上面までのノズル基盤間距離Lが予め定める第1の距離と予め定める第1の距離よりも小さい予め定める第2の距離との間で移動される。
Further, the
したがって、基盤2の回転と連動して薬液ノズル14の高さを制御することができるので、高粘度の溶液を塗布しても、基盤2の中心付近の溶液の盛り上がりと薬液ノズル14とが接すること、および溶液が水あめ状の状態、すなわち水あめが糸状に長く尾を引くような状態になることを回避することができ、基盤2の表面に均一な膜厚で溶液を塗布することができる。
Accordingly, the height of the
1 基盤処理装置
2 基盤
11 基盤吸着チャック
12 カップ
13 基盤回転用モータ
14,14a 薬液ノズル
15 ノズル上下シリンダ
16 ノズル支柱
17 上方センサ
18 下方センサ
19 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
ノズルの先端から基盤の上面までのノズル基盤間距離が予め定める第1の距離と予め定める第1の距離よりも小さい予め定める第2の距離との間で、基盤が静止している状態のときから、基盤が回転している状態のときにわたって、ノズルから溶液を基盤の上面に吐出して塗布しつつ、基盤の回転に連動してノズルを鉛直方向の下方に移動することを特徴とする塗布方法。 An application method for applying a solution by discharging a solution downward in the vertical direction from a nozzle disposed on the central axis on the upper surface of a base that is rotatable about the central axis extending in the vertical direction,
When the base is stationary between the first distance that is predetermined from the tip of the nozzle to the upper surface of the base and the second distance that is smaller than the predetermined first distance. From the time when the base is rotating, the nozzle is moved in the vertical direction in conjunction with the rotation of the base while the solution is discharged from the nozzle onto the top surface of the base and applied. Method.
前記基盤が静止している状態で、かつ前記ノズル基盤間距離が前記予め定める第1の距離で溶液の吐出を開始し、
溶液の吐出を開始した後、前記基盤の回転を開始すると同時に下降を開始し、
前記基盤の回転数が予め定める第1の回転数になる時に、前記予め定める第2の距離まで下降し、
前記ノズル基盤間距離が前記予め定める第2の距離に到達した後、溶液の吐出を停止することを特徴とする請求項1に記載の塗布方法。 The nozzle is
In a state where the base is stationary and the distance between the nozzle bases starts discharging the solution at the predetermined first distance,
After starting the discharge of the solution, start to descend simultaneously with the start of rotation of the base
When the rotation speed of the base reaches a predetermined first rotation speed, it is lowered to the predetermined second distance,
The coating method according to claim 1, wherein the discharge of the solution is stopped after the distance between the nozzle bases reaches the predetermined second distance.
前記予め定める第1の回転数は、500回転/秒〜2000回転/秒であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の塗布方法。 The acceleration time from the stationary state to the predetermined first rotation speed is 0.5 second to 2 seconds,
5. The coating method according to claim 1, wherein the first rotation speed is 500 rotations / second to 2000 rotations / second.
前記基盤載置手段に載置される前記基盤を、鉛直方向に延びる中心軸まわりに回転させる回転手段と、
前記中心軸上に配置され、鉛直方向の下方に設けられる前記基盤に溶液を吐出して塗布する吐出手段と、
前記吐出手段を鉛直方向の下方に移動させる移動手段と、
前記回転手段および前記吐出手段を制御して、基盤が静止している状態のときから、基盤が回転している状態のときにわたって、溶液を前記吐出手段から前記基盤の上面に吐出させて塗布しつつ、前記回転手段による前記基盤の回転に連動して、前記移動手段によって前記吐出手段を、前記吐出手段の先端から前記基盤の上面までの距離が予め定める第1の距離と予め定める第1の距離よりも小さい予め定める第2の距離との間で移動させる制御手段とを含むことを特徴とする塗布装置。 Mounting means for mounting the base;
Rotating means for rotating the base placed on the base placing means around a central axis extending in the vertical direction;
Discharging means that is disposed on the central axis and that discharges and applies a solution to the base provided below in the vertical direction;
Moving means for moving the discharge means downward in the vertical direction;
The rotating means and the discharging means are controlled so that the solution is discharged from the discharging means to the upper surface of the base and applied from when the base is stationary to when the base is rotating. Meanwhile, in conjunction with the rotation of the base by the rotating means, the moving means causes the discharge means to be set to a first distance that is predetermined as a distance from the tip of the discharge means to the top surface of the base. And a control means for moving between a predetermined second distance smaller than the distance.
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