JPH05226241A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH05226241A
JPH05226241A JP4029842A JP2984292A JPH05226241A JP H05226241 A JPH05226241 A JP H05226241A JP 4029842 A JP4029842 A JP 4029842A JP 2984292 A JP2984292 A JP 2984292A JP H05226241 A JPH05226241 A JP H05226241A
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film
back surface
semiconductor device
polyimide precursor
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Masahide Shinohara
正英 篠原
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    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/002—Processes for applying liquids or other fluent materials the substrate being rotated
    • B05D1/005—Spin coating
    • G—PHYSICS
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    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体基板上回転塗布法により膜を形成する際
に、有機膜が基板裏面に付着するのを防止し、処理時間
を短縮させる。 【構成】半導体基板１６上に吐出ノズル１１よりポリイ
ミド前駆体溶液を滴下する。次に基板１６が回転を始め
てから、ポリイミド前駆体溶液が基板周辺部に達するま
でに、純水の吐出を開始して基板裏面へのポリイミド前
駆体溶液の付着を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に回転塗布法による膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造工程においては、有機
溶剤を用いた回転塗布法による膜の形成が多くなされて
いる。例えば、チップ面積の大型化に伴い、温度変化に
より生じるモールド樹脂とパッシベーション膜の間の応
力が大きくなるが、この応力を緩和するためにモールド
樹脂とパッシベーション膜の間にポリイミド層をもうけ
る場合がある。バッファ層としての機能を有する膜厚を
得るために、粘度の高いポリイミド前駆体溶液を使用し
て回転塗布する際に、半導体基板の周辺部でポリイミド
前駆体溶液が振り切れず、基板裏面に付着し、ごみ発生
の原因となる。これを防止するため基板裏面に溶剤（以
下バックリンス液という）を吐出し、基板裏面に付着し
たポリイミド前駆体溶液を溶解除去する方法が用いられ
ている。
【０００３】図１は回転塗布装置の断面図であり、図３
は従来のバックリンス液を用いた時のポリイミド膜の塗
布シーケンスを説明するためのタイミングチャートであ
る。
【０００４】まず図３における塗布膜滴下領域１で半導
体基板１６を静止させたまま、基板の表面に有機溶液吐
出ノズル１１よりポリイミド前駆体溶液を滴下する。次
に図３の低速回転領域２で基板を低速回転（１０００ｒ
ｐｍ，５秒）させ、滴下したポリイミド前駆体溶液を基
板表面に広げる（以下プリスピンと称す）。次に高速回
転領域３で基板を高速回転（３０００ｒｐｍ，２０秒）
し、ポリイミド膜を所望の膜厚にする（以下本回転と称
す）。この本回転と同じ回転数のまま、バックリンス液
として例えばジメチルアセトアミド（以下ＤＭＡｃ）を
バックリンス液吐出ノズル１５より吐出する。ＤＭＡｃ
を３０秒間基板裏面へ吐出し、基板裏面に付着したポリ
イミド膜を溶解除去する。次で乾燥領域４でＤＭＡｃの
吐出を止め、基板を３０００ｒｐｍ，４０秒回転させ、
基板の裏面を風乾する。
【０００５】バックリンス液を用いない場合として、低
粘度のポリイミド前駆体溶液を用いる方法がある。この
方法は、ポリイミド前駆体溶液の粘度を下げる事で、基
板周辺部でのポリイミド前駆体溶液を完全に振り切り、
基板裏面への付着を防止するものである。しかし、ポリ
イミド前駆体溶液の粘度が低いので、所望の膜厚を得る
ためには、数回の回転塗布を繰り返す必要があるため、
スループットが低下するという欠点がある。
【０００６】尚、フォトレジスト膜の塗布の場合はバッ
クリンス液としてケトン類が、またシリコンを含むアル
コール溶液を塗布しＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ ｇｌａｓ
ｓ）膜を形成する場合はバックリンス液としてアルコー
ル類が用いられ、ポリイミド膜の形成の場合と同様に基
板の裏面に付着した膜の溶解，除去に用いられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この従来の回転塗布法
により膜、例えばポリイミド膜を形成する場合、最初に
目標とするポリイミド膜厚にした後に、同一回転速度で
回転させながら、バックリンス液吐出ノズルより溶剤を
吐出する段階があるため、多くの処理時間を要する。
又、基板の裏面に付着したポリイミド前駆体溶剤の溶解
・除去に溶剤としてＮ−メチルピロリドン（以下ＮＭＰ
と記す）を用いると、非常に時間がかかる。このためＮ
ＭＰより強力な溶剤例えばＤＭＡｃやジメチルフォルム
アミド（ＤＭＦ）を用いる必要があるが、この場合でも
溶解除去するのに約３０秒を必要とする。その上、これ
らの溶剤は、揮発性に乏しく、乾燥させるため、高速で
長時間（約２分間）基板を回転させる必要があるので、
基板１枚当りの処理時間が長くなる。又、基板を高速で
長時間回転させるため、基板表面のポリイミド前駆体の
膜厚が目標値よりうすくなるという問題があった。さら
にここで用いられる溶剤は人体に対する危険性が高いと
いう問題もある。
【０００８】フォトレジスト膜やＳＯＧ膜を形成する場
合も、所望の膜厚を得た後、裏面に付着したそれぞれの
溶液を溶解・除去するため、ポリイミド膜形成の場合と
同様に基板１枚当りの処理に多くの時間を要する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、回転塗布法により半導体基板上に所定の膜を
形成する半導体装置の製造方法において、半導体基板の
表面に滴下した膜形成用の溶液が基板の周辺部に達する
までに半導体基板の裏面に溶剤を吐出させるものであ
る。
【００１０】
【作用】本発明では、半導体基板を回転させ塗布溶液が
基板周辺部に達するまでに基板の裏面へ溶剤を吐出する
ことで、塗布溶液を溶解除去するのではなく、基板裏面
への付着自体を防止している。このため、基板裏面へ吐
出する溶剤は、塗布溶液に対する溶解力とは無関係に選
択出来、揮発性の高い純水又は低級アルコールを用いる
事が可能となる。
【００１１】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の実施例に用いた回転塗布装置の断面
図、図２は本発明の一実施例を説明するためのポリイミ
ド膜塗布のタイミングチャートである。
【００１２】図１，図２に示すように、上カップ１２及
びドレーンホース１７を有する下カップ３で覆われた真
空チャック１４に半導体基板１６を固定する。次で有機
溶液吐出ノズル１１より、５秒間粘度５０００ｃｐのポ
リイミド前駆体溶液を基板１６の表面に滴下する（塗布
液滴下領域１）。次に基板１６を１０００ｒｐｍ５秒間
プリスピンし、ポリイミド前駆体溶液を基板１６上に広
げる。この時同時にバックリンク液吐出ノズル１５より
純水を吐出させ、基板１６の表面にかける（低速回転領
域２）。次に基板１６を目標とするポリイミド膜厚の得
られる回転数３０００ｒｐｍ２０秒間回転させる（高速
回転領域３）。この間バックリンス液吐出ノズル１５よ
り純水を吐出させ、基板１６の裏面にかけ続ける。次に
純水の吐出を止め、基板１６を３０００ｒｐｍ、２０秒
回転させ、基板１６の裏面を風乾する（乾燥領域４）。
【００１３】このように本実施例によれば、半導体基板
１６上にポリイミド前駆体溶液を滴下し低速回転すると
同時に基板の裏面に純水をかけるため、図３に示した従
来例のように、基板の裏面に形成されるポリイミド膜を
ＤＭＡｃで溶解する必要がないため、高速回転領域３を
１／３に、更に乾燥領域も１／２に削減できた。この結
果、半導体基板１枚当りの処理時間を、従来の１２０秒
から６０秒に短縮することができた。
【００１４】尚、上記実施例においては溶剤として純水
を用いた場合について説明したが、エチルアルコールや
イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の低級アルコール
を用いてもよい。低級アルコールは純水に比べて揮発性
が高いため、乾燥時間は約１０秒となるため、処理時間
を更に短縮できる。
【００１５】また上記実施例ではポリイミド膜の形成の
場合について説明したが、フォトレジスト膜やＳＯＧ膜
の形成の場合においても同様の塗布シーケンスとバック
リンス液の吐出タイミングにすることで、半導体基板裏
面への有機溶液の付着を防止できるため、基板１枚当り
の処理時間を短縮でさせることができる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、回転塗布
法により半導体基板表面に膜を形成する際に、有機溶剤
を滴下し基板を回転すると同時に基板の裏面にバックリ
ンスの溶剤を吐出させることにより、裏面への有機膜の
形成を防止できる。このため、有機膜を溶解除去するた
めのバックリンス専用の吐出時間が不要となるため、基
板１枚当りの処理時間を短縮できる。また形成される有
機膜に対する溶解力とは無関係にバックリンスの溶剤を
選択出来るため、揮発性の高い純水又は低級アルコール
を用いる事が可能となるため、乾燥時間を短縮できる。
更に、基板回転時間の短縮により、所望の膜厚を容易に
得ることが出来る。その上、溶剤として純水や低級アル
コールを用いる事が出来るため、人体に対する危険性も
低くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を説明するための回転塗布装置
の断面図。
【図２】本発明の実施例を説明するためのタイミングチ
ャートを示す図。
【図３】従来例を説明するためのタイミングチャートを
示す図。
【符号の説明】
１ 塗布液滴下領域 ２ 低速回転領域 ３ 高速回転領域 ４ 乾燥領域 １１ 有機溶液吐出ノズル １２ 上カップ １３ 下カップ １４ 真空チャック １５ バックリンス液吐出ノズル １６ 半導体基板 １７ ドレーンホース

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転塗布法により半導体基板上に所定の
    膜を形成する半導体装置の製造方法において、半導体基
    板の表面に滴下した膜形成用の溶液が基板の周辺部に達
    するまでに半導体基板の裏面に溶剤を吐出させることを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項２】 溶剤が純水又は低級アルコールである請
    求項１記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項３】 膜形成用の溶液はポリイミド前駆体溶液
    である請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項４】 膜形成の溶液はフォトレジスト溶液であ
    る請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項５】 膜形成の溶液はシリコンを含む有機溶液
    である請求項１記載の半導体装置の製造方法。
JP4029842A 1992-02-18 1992-02-18 半導体装置の製造方法 Pending JPH05226241A (ja)

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