JPH07273020A - 液状膜形成装置及び方法 - Google Patents
液状膜形成装置及び方法Info
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- JPH07273020A JPH07273020A JP6304398A JP30439894A JPH07273020A JP H07273020 A JPH07273020 A JP H07273020A JP 6304398 A JP6304398 A JP 6304398A JP 30439894 A JP30439894 A JP 30439894A JP H07273020 A JPH07273020 A JP H07273020A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/04—Apparatus for manufacture or treatment
- H10P72/0448—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- 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
-
- 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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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、効率的かつ効果的に平坦
面を液状化学物質でコーティングする液状膜形成装置及
び方法を提供することである。 【構成】 本装置は、物体を確実に保持できるチャッ
クと、前記チャックを振動させることによって、前記物
体の表面に付与されている液状物質を前記表面に広げる
振動手段とを有することを特徴とする。この装置に於い
て、コーティングする化学物質を面に付与した後、振動
手段によって面を一方向に回転し、次いで逆方向に回転
することにより、面を振動させる。化学物質は面の回転
運動による遠心力（径方向の力）と、面の角速度の変化
による接線方向の力（径方向以外の力）とによって効率
的かつ効果的に広げられる。
面を液状化学物質でコーティングする液状膜形成装置及
び方法を提供することである。 【構成】 本装置は、物体を確実に保持できるチャッ
クと、前記チャックを振動させることによって、前記物
体の表面に付与されている液状物質を前記表面に広げる
振動手段とを有することを特徴とする。この装置に於い
て、コーティングする化学物質を面に付与した後、振動
手段によって面を一方向に回転し、次いで逆方向に回転
することにより、面を振動させる。化学物質は面の回転
運動による遠心力（径方向の力）と、面の角速度の変化
による接線方向の力（径方向以外の力）とによって効率
的かつ効果的に広げられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウェハ
や、フラットディスプレイパネルのような基板上の膜の
形成に関する。特に、例えばフォトレジストのような高
い粘性を有する液状化学物質による、広い面積を有する
平坦面の、回転によるコーティング（スピンコーティン
グ）に関する。
や、フラットディスプレイパネルのような基板上の膜の
形成に関する。特に、例えばフォトレジストのような高
い粘性を有する液状化学物質による、広い面積を有する
平坦面の、回転によるコーティング（スピンコーティン
グ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体の製作に於いて、ウェハを回転さ
せ（ｓｐｉｎ）、回転したウェハの中心に、適量の液状
化学物質を付与することにより、例えばフォトレジスト
のような高い粘性を持った液状化学物質によって、ウェ
ハをコーティングすることがある。（本明細書中で用い
られている“液状”という言葉は、物質を“低粘性の流
体”に限定するのではなく、高粘性の化学物質も含
む。）最近まで、このようなスピンコーティングの適用
は、主に円状面や小さな角張ったマスクプレート（ｍａ
ｓｋ ｐｌａｔｅ）に限定されていた。しかしながら、
今日、スピンコーティングは、薄膜ヘッド（ｔｈｉｎ
ｆｉｌｍ ｈｅａｄｓ）、マルチチップモジュール（ｍ
ｕｌｔｉ−ｔｉｐ ｍｏｄｕｌｅｓ）、フラットパネル
ディスプレイ（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ
ｓ）のような、正方形若しくは長方形の、しばしば非常
に広い面に化学物質を塗り広げるのにも用いられる。こ
のような面に、スピンコーティングを用いる上では、大
きく２つの問題がある。
せ（ｓｐｉｎ）、回転したウェハの中心に、適量の液状
化学物質を付与することにより、例えばフォトレジスト
のような高い粘性を持った液状化学物質によって、ウェ
ハをコーティングすることがある。（本明細書中で用い
られている“液状”という言葉は、物質を“低粘性の流
体”に限定するのではなく、高粘性の化学物質も含
む。）最近まで、このようなスピンコーティングの適用
は、主に円状面や小さな角張ったマスクプレート（ｍａ
ｓｋ ｐｌａｔｅ）に限定されていた。しかしながら、
今日、スピンコーティングは、薄膜ヘッド（ｔｈｉｎ
ｆｉｌｍ ｈｅａｄｓ）、マルチチップモジュール（ｍ
ｕｌｔｉ−ｔｉｐ ｍｏｄｕｌｅｓ）、フラットパネル
ディスプレイ（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ
ｓ）のような、正方形若しくは長方形の、しばしば非常
に広い面に化学物質を塗り広げるのにも用いられる。こ
のような面に、スピンコーティングを用いる上では、大
きく２つの問題がある。
【０００３】第１の問題は、正方形若しくは長方形の表
面の角部のコーティングの質が悪いことである。基板表
面に付与された化学物質は、面の回転によって面の端部
へと広げられ、そこで余剰分は遠心力によって面から振
り落とされる。面の角部の方が面端部中央より面の中心
から離れた距離にあるため、面端部中央付近から振り落
とされる化学物質は、回転している面の角部と衝突す
る。このような衝突は、面の中心から面の角部に向かっ
て流れ出る化学物質の均一な流れを妨げる。
面の角部のコーティングの質が悪いことである。基板表
面に付与された化学物質は、面の回転によって面の端部
へと広げられ、そこで余剰分は遠心力によって面から振
り落とされる。面の角部の方が面端部中央より面の中心
から離れた距離にあるため、面端部中央付近から振り落
とされる化学物質は、回転している面の角部と衝突す
る。このような衝突は、面の中心から面の角部に向かっ
て流れ出る化学物質の均一な流れを妨げる。
【０００４】第２の問題は、広い面積を有する面のスピ
ンコーティングは、化学物質の不均一な乾燥の結果、面
端部や面の角部へ延びる化学物質の条痕を面上に生成し
てしまうということである。化学物質が乾燥してしまう
前に広い面積をコーティングするために、通常の速さで
回転している面に化学物質を付与した後、化学物質が広
がっていくに連れて、面の回転速度をランプアップ（ｒ
ｕｍｐ ｕｐ）する。即ち、回転速度を徐々に速くして
いく。回転速度の増加は、乾燥によって化学物質が濃く
なる前に、化学物質を素早く塗り広げる可能性を持って
いる。
ンコーティングは、化学物質の不均一な乾燥の結果、面
端部や面の角部へ延びる化学物質の条痕を面上に生成し
てしまうということである。化学物質が乾燥してしまう
前に広い面積をコーティングするために、通常の速さで
回転している面に化学物質を付与した後、化学物質が広
がっていくに連れて、面の回転速度をランプアップ（ｒ
ｕｍｐ ｕｐ）する。即ち、回転速度を徐々に速くして
いく。回転速度の増加は、乾燥によって化学物質が濃く
なる前に、化学物質を素早く塗り広げる可能性を持って
いる。
【０００５】回転による化学物質の均一な広がりは、回
転している面上の化学物質の表面張力によって実現され
ている。しかし、回転速度が増加していくと、遠心力が
化学物質の表面張力を圧倒してしまう。このことは、特
に大きなフラットディスプレイパネルのような広い面積
を有する面をコーティングしたり、用いられる化学物質
の量が少ないときに発生する。遠心力が表面張力を圧倒
すると、スムーズな円形を描いて広がっていた化学物質
は、風船のようにはじけ、いくつもの流路を通って回転
している面の端部へ向かって直線的に（即ち径方向へ）
流れ出す。この複数の径方向の流路が、回転する面にコ
ーティング膜の条痕を形成する。
転している面上の化学物質の表面張力によって実現され
ている。しかし、回転速度が増加していくと、遠心力が
化学物質の表面張力を圧倒してしまう。このことは、特
に大きなフラットディスプレイパネルのような広い面積
を有する面をコーティングしたり、用いられる化学物質
の量が少ないときに発生する。遠心力が表面張力を圧倒
すると、スムーズな円形を描いて広がっていた化学物質
は、風船のようにはじけ、いくつもの流路を通って回転
している面の端部へ向かって直線的に（即ち径方向へ）
流れ出す。この複数の径方向の流路が、回転する面にコ
ーティング膜の条痕を形成する。
【０００６】コーティング膜の径間ギャップ、即ち径方
向に流れ出た化学物質の流路と流路との隙間は、回転し
ている面の中心に余剰の化学物質を付与することによっ
て埋めることができる。余剰な化学物質は、大きな遠心
力によって面中心から径方向に流れる化学物質が、コー
ティングされていない領域を埋めるまで付与される。そ
の結果、面は化学物質でいっぱいにされコーティングさ
れるが、化学物質のほとんど、より正確には９５％以上
が無駄に捨てられてしまう。更に、最初の不均一なコー
ティングと、それに続く不均一な乾燥の結果、コーティ
ング膜の均一性も低い。
向に流れ出た化学物質の流路と流路との隙間は、回転し
ている面の中心に余剰の化学物質を付与することによっ
て埋めることができる。余剰な化学物質は、大きな遠心
力によって面中心から径方向に流れる化学物質が、コー
ティングされていない領域を埋めるまで付与される。そ
の結果、面は化学物質でいっぱいにされコーティングさ
れるが、化学物質のほとんど、より正確には９５％以上
が無駄に捨てられてしまう。更に、最初の不均一なコー
ティングと、それに続く不均一な乾燥の結果、コーティ
ング膜の均一性も低い。
【０００７】特に、フォトレジストの余剰な使用は、こ
の分野に於ける重要な問題である。フォトレジストは半
導体の材料費の約５％を占め、通常１ガロン当たり＄１
０００以上する。従って、フォトレジストの余剰の無駄
使いは、半導体素子の製造コストに大きく影響してい
る。更に、使用済みのフォトレジストの廃棄は、半導体
素子が製造されている地域の社会と周囲の生態系に、大
きな環境上の負担を負わせる。問題は、より大きな面を
コーティングするとき、より顕著になる。
の分野に於ける重要な問題である。フォトレジストは半
導体の材料費の約５％を占め、通常１ガロン当たり＄１
０００以上する。従って、フォトレジストの余剰の無駄
使いは、半導体素子の製造コストに大きく影響してい
る。更に、使用済みのフォトレジストの廃棄は、半導体
素子が製造されている地域の社会と周囲の生態系に、大
きな環境上の負担を負わせる。問題は、より大きな面を
コーティングするとき、より顕著になる。
【０００８】このような問題を解決するため、概ね平坦
な面を効率的かつ効果的に化学物質でコーティングする
装置及び方法が必要とされている。効率的かつ効果的
に、広い面積の、長方形の平坦面を化学物質でコーティ
ングする装置及び方法もまた、必要とされている。
な面を効率的かつ効果的に化学物質でコーティングする
装置及び方法が必要とされている。効率的かつ効果的
に、広い面積の、長方形の平坦面を化学物質でコーティ
ングする装置及び方法もまた、必要とされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、面に
液状膜を形成するスピンコーティングに於いて、回転に
よって生じる遠心力（径方向の力）のみを用いていたた
め、液状化学物質のコーティングの際、遠心力が表面張
力を圧倒することによるコーティングの条痕を生じ、そ
の結果、コーティングの均一性が低かった。また、その
条痕間の隙間を埋めるため、消費される化学物質のほと
んどを占める余剰の化学物質を必要とした。更に、余剰
の化学物質によって、特に面の角部に於いてコーティン
グの質が悪かった。このような問題は、特に長方形で広
い面積の平坦面のコーティングで顕著であった。
液状膜を形成するスピンコーティングに於いて、回転に
よって生じる遠心力（径方向の力）のみを用いていたた
め、液状化学物質のコーティングの際、遠心力が表面張
力を圧倒することによるコーティングの条痕を生じ、そ
の結果、コーティングの均一性が低かった。また、その
条痕間の隙間を埋めるため、消費される化学物質のほと
んどを占める余剰の化学物質を必要とした。更に、余剰
の化学物質によって、特に面の角部に於いてコーティン
グの質が悪かった。このような問題は、特に長方形で広
い面積の平坦面のコーティングで顕著であった。
【００１０】本発明の目的は、上記の問題を解決するた
め、効率的かつ効果的に平坦面を液状化学物質でコーテ
ィングする液状膜形成装置及び方法を提供することであ
る。
め、効率的かつ効果的に平坦面を液状化学物質でコーテ
ィングする液状膜形成装置及び方法を提供することであ
る。
【００１１】本発明の他の目的及び利点については添付
図面及び以下の詳細な説明から容易に理解することがで
きる。
図面及び以下の詳細な説明から容易に理解することがで
きる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、従来技術
のように単に平坦面を回転させるだけでなく、平坦面を
振動させる振動手段を有することを特徴とする液状膜形
成装置を提供することによって達成される。
のように単に平坦面を回転させるだけでなく、平坦面を
振動させる振動手段を有することを特徴とする液状膜形
成装置を提供することによって達成される。
【００１３】
【作用】上記の装置に於いて、コーティングする化学物
質を面に付与した後、振動手段によって面を一方向に回
転し、そして逆方向に回転することにより、面を振動さ
せる。化学物質は面の回転運動から生じる遠心力（径方
向の力）と、面の角速度の変化により生じる接線方向の
力（径方向以外の力）とによって効率的かつ効果的に広
げられる。
質を面に付与した後、振動手段によって面を一方向に回
転し、そして逆方向に回転することにより、面を振動さ
せる。化学物質は面の回転運動から生じる遠心力（径方
向の力）と、面の角速度の変化により生じる接線方向の
力（径方向以外の力）とによって効率的かつ効果的に広
げられる。
【００１４】
【実施例】フォトレジストのような化学物質で、概ね平
坦な基板を、効率的かつ効果的にコーティングする装置
及び方法が提供されている。ここで、基板をコーティン
グする化学物質としてフォトレジストについて述べてい
るが、特許請求の範囲に記載され、本明細書で開示され
る本発明の原理は、他の化学物質によって基板をコーテ
ィングする際にも同じように適用できる。更に、フラッ
トディスプレイパネル用の大面積の平坦面が、概ね平坦
な基板の好適実施例として記述されているが、薄膜ヘッ
ド、半導体ウェハ、マルチチップモジュールなどの基板
にも、本発明の原理が適用可能である。
坦な基板を、効率的かつ効果的にコーティングする装置
及び方法が提供されている。ここで、基板をコーティン
グする化学物質としてフォトレジストについて述べてい
るが、特許請求の範囲に記載され、本明細書で開示され
る本発明の原理は、他の化学物質によって基板をコーテ
ィングする際にも同じように適用できる。更に、フラッ
トディスプレイパネル用の大面積の平坦面が、概ね平坦
な基板の好適実施例として記述されているが、薄膜ヘッ
ド、半導体ウェハ、マルチチップモジュールなどの基板
にも、本発明の原理が適用可能である。
【００１５】大きな平坦面１０２（図１参照）を、フォ
トレジスト（図示されていない）で、従来の技術で典型
的に行われているように単に平坦面１０２を回転させる
のではなく、振動させることによってコーティングす
る。平坦面１０２の振動は、まず平坦面１０２を一方向
に回転し、次いで逆方向に回転することによって実現さ
れる。平坦面１０２の回転開始から、回転方向が変わる
までに変化した角度が振動の振幅である。また、１回の
振動の間に経過する時間の逆数が振動の周波数である。
平坦面１０２を振動させることにより、フォトレジスト
に、平坦面の回転運動による遠心力に加えて、角速度の
変化から発生する接線方向の力も加えられる。接線方向
の力は、フォトレジストが平坦面１０２を覆うように広
がり易くするが、接線方向の力はフォトレジストの表面
張力の正反対の方向にかかるわけではない。その結果、
フォトレジストは、従来より遠心力に依存することな
く、従って、より小さい遠心力で塗り広げられる。即
ち、平坦面１０２の最大回転速度は、従来技術で典型的
に用いられていた速度より概ね遅くなる。
トレジスト（図示されていない）で、従来の技術で典型
的に行われているように単に平坦面１０２を回転させる
のではなく、振動させることによってコーティングす
る。平坦面１０２の振動は、まず平坦面１０２を一方向
に回転し、次いで逆方向に回転することによって実現さ
れる。平坦面１０２の回転開始から、回転方向が変わる
までに変化した角度が振動の振幅である。また、１回の
振動の間に経過する時間の逆数が振動の周波数である。
平坦面１０２を振動させることにより、フォトレジスト
に、平坦面の回転運動による遠心力に加えて、角速度の
変化から発生する接線方向の力も加えられる。接線方向
の力は、フォトレジストが平坦面１０２を覆うように広
がり易くするが、接線方向の力はフォトレジストの表面
張力の正反対の方向にかかるわけではない。その結果、
フォトレジストは、従来より遠心力に依存することな
く、従って、より小さい遠心力で塗り広げられる。即
ち、平坦面１０２の最大回転速度は、従来技術で典型的
に用いられていた速度より概ね遅くなる。
【００１６】その結果、遠心力が表面張力を圧倒するこ
とによりフォトレジストが径方向の流路を通って平坦面
１０２の端部へ向かって流れ出してしまう前に、フォト
レジストを従来よりずっと広く、平坦面１０２上に塗り
広げることができる。平坦面１０２を振動させる振幅と
周波数を適当に選択することにより、平坦面１０２の表
面全体をスムーズに（即ち条痕を生ずることなく）効率
的に（即ち従来の技術で典型的に必要とされていたより
もずっと少ない量のフォトレジストで）コーティングす
ることができる。例えば、２００mmの半導体ウェハにフ
ォトレジストを１．０〜１．５μｍの厚さでコーティン
グするのに、１ｃｍ3のフォトレジストしか必要としな
い。一方従来技術を用いた場合は、同じサイズの半導体
ウェハをコーティングするのに、典型的には、５〜１０
ｃｍ3のフォトレジストを必要とする。
とによりフォトレジストが径方向の流路を通って平坦面
１０２の端部へ向かって流れ出してしまう前に、フォト
レジストを従来よりずっと広く、平坦面１０２上に塗り
広げることができる。平坦面１０２を振動させる振幅と
周波数を適当に選択することにより、平坦面１０２の表
面全体をスムーズに（即ち条痕を生ずることなく）効率
的に（即ち従来の技術で典型的に必要とされていたより
もずっと少ない量のフォトレジストで）コーティングす
ることができる。例えば、２００mmの半導体ウェハにフ
ォトレジストを１．０〜１．５μｍの厚さでコーティン
グするのに、１ｃｍ3のフォトレジストしか必要としな
い。一方従来技術を用いた場合は、同じサイズの半導体
ウェハをコーティングするのに、典型的には、５〜１０
ｃｍ3のフォトレジストを必要とする。
【００１７】平坦面１０２（図１参照）は、平坦面１０
２の下面または背面の、チャック１０４が接する部分に
働く相対的な負圧によって、チャック１０４に圧着され
ている。チャック１０４の平坦面１０２と接触する部分
には、環状の溝２０２がある（図２参照）。チャック１
０４には、環状の溝２０２とつながるように、真空孔２
０４がひとつ以上開けられている。相対的な負圧が真空
孔２０４を介して環状の溝２０２に働くことにより、平
坦面１０２はチャック１０４に確実に圧着される。この
ような平坦面１０２の背面に負圧を与えて保持する技術
は、この分野ではよく知られているので、ここでは詳述
しない。カリフォルニア州、フリモント（Ｆｓｒｅｍｏ
ｎｔ）のセミコンダクター・システムズ・インコーポレ
イテッド（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ
ｓ，Ｉｎｃ）製のシステム５００（Ｓｙｓｔｅｍ ５０
０）という装置は、このような負圧による保持技術を用
いている。チャック１０４と、平坦面１０２が振動する
間の操作員の安全を図るため、平坦面１０２の周囲に
は、安全ポスト２０６が設置されている。
２の下面または背面の、チャック１０４が接する部分に
働く相対的な負圧によって、チャック１０４に圧着され
ている。チャック１０４の平坦面１０２と接触する部分
には、環状の溝２０２がある（図２参照）。チャック１
０４には、環状の溝２０２とつながるように、真空孔２
０４がひとつ以上開けられている。相対的な負圧が真空
孔２０４を介して環状の溝２０２に働くことにより、平
坦面１０２はチャック１０４に確実に圧着される。この
ような平坦面１０２の背面に負圧を与えて保持する技術
は、この分野ではよく知られているので、ここでは詳述
しない。カリフォルニア州、フリモント（Ｆｓｒｅｍｏ
ｎｔ）のセミコンダクター・システムズ・インコーポレ
イテッド（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ
ｓ，Ｉｎｃ）製のシステム５００（Ｓｙｓｔｅｍ ５０
０）という装置は、このような負圧による保持技術を用
いている。チャック１０４と、平坦面１０２が振動する
間の操作員の安全を図るため、平坦面１０２の周囲に
は、安全ポスト２０６が設置されている。
【００１８】チャック１０４（図１参照）は、矢印１０
６Ａによって示されているように、垂直方向に動くこと
のできるシャフト１０６に据え付けられており、このシ
ャフト１０６の回転は、モータサーボシステム１０８に
よって制御される。更に、モータサーボシステム１０８
は、制御プロセッサ１１０によって制御される。ひとつ
の実施例として、モータサーボシステム１０８は、ブラ
シレス直流サーボモータからなってもよい。このような
モータサーボシステムはこの分野では広く知られ、使用
されている。例えば、本発明のひとつの実施例では、ミ
ネソタ州、ウルムのＱＭＣ（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｍｏｔｉ
ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）社から入手可能な、ＱＭＣサー
ボモータを用いている。制御プロセッサ１１０は、チャ
ック１０４の振動のもっとも重要な特性である振幅と周
波数を制御するために用いられる。チャック１０４の振
動は、モータサーボシステム１０８によって、次のよう
にして実現される（図３参照）。まず、チャック１０４
の端部の点の位置が、位置３０２から位置３０４へ移る
ようにチャック１０４を回転させる。次に、チャック１
０４の回転方向を反転し、点の位置が位置３０４から位
置３０２へと移動するように回転させる。このようなチ
ャック１０４の回転方向の反転を繰り返すことで、チャ
ック１０４は振動する。チャック１０４の振動の振幅と
周波数は、図４に図示される。
６Ａによって示されているように、垂直方向に動くこと
のできるシャフト１０６に据え付けられており、このシ
ャフト１０６の回転は、モータサーボシステム１０８に
よって制御される。更に、モータサーボシステム１０８
は、制御プロセッサ１１０によって制御される。ひとつ
の実施例として、モータサーボシステム１０８は、ブラ
シレス直流サーボモータからなってもよい。このような
モータサーボシステムはこの分野では広く知られ、使用
されている。例えば、本発明のひとつの実施例では、ミ
ネソタ州、ウルムのＱＭＣ（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｍｏｔｉ
ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）社から入手可能な、ＱＭＣサー
ボモータを用いている。制御プロセッサ１１０は、チャ
ック１０４の振動のもっとも重要な特性である振幅と周
波数を制御するために用いられる。チャック１０４の振
動は、モータサーボシステム１０８によって、次のよう
にして実現される（図３参照）。まず、チャック１０４
の端部の点の位置が、位置３０２から位置３０４へ移る
ようにチャック１０４を回転させる。次に、チャック１
０４の回転方向を反転し、点の位置が位置３０４から位
置３０２へと移動するように回転させる。このようなチ
ャック１０４の回転方向の反転を繰り返すことで、チャ
ック１０４は振動する。チャック１０４の振動の振幅と
周波数は、図４に図示される。
【００１９】チャック１０４の振動は図４中の曲線４０
２によって示されている。位置３０２と位置３０４との
間の距離Ｌ（図３、図４参照）は、曲線４０２の振幅で
あり、従って、チャック１０４の振動の振幅を表す。チ
ャック１０４の振動の振幅は、チャック１０４の最大回
転角３０６（図３参照）によっても表すことができる。
曲線４０２の周期Ｐは曲線４０２の周波数の逆数であ
り、従って、チャック１０４の振動の周波数の逆数でも
ある。言い替えると、チャック１０４の振動の周波数は
Ｐ-1である。振動の振幅が小さく（１５度以下）で、振
動の周波数が高い（２０Ｈｚ以上）とき“振動”を特に
“微小振動”と呼ぶ。後に述べるように、微小振動は、
平坦面の速い小さい公転運動も含む。
２によって示されている。位置３０２と位置３０４との
間の距離Ｌ（図３、図４参照）は、曲線４０２の振幅で
あり、従って、チャック１０４の振動の振幅を表す。チ
ャック１０４の振動の振幅は、チャック１０４の最大回
転角３０６（図３参照）によっても表すことができる。
曲線４０２の周期Ｐは曲線４０２の周波数の逆数であ
り、従って、チャック１０４の振動の周波数の逆数でも
ある。言い替えると、チャック１０４の振動の周波数は
Ｐ-1である。振動の振幅が小さく（１５度以下）で、振
動の周波数が高い（２０Ｈｚ以上）とき“振動”を特に
“微小振動”と呼ぶ。後に述べるように、微小振動は、
平坦面の速い小さい公転運動も含む。
【００２０】チャック１０４の回転運動は、平坦面１０
２上、位置２０８のフォトレジストに、矢印２１０Ａで
示される遠心力を与える。また、チャック１０４の角速
度の変化は、矢印２１０Ｂ及び２１０Ｃで示される接線
方向の力を与える。フォトレジストの表面張力は矢印２
１０Ｄで示される。表面張力は遠心力に対し通常正反対
の向きに働くため（矢印２１０Ａと、それとは逆向きの
矢印２１０Ｄとによって示されるように両方とも径方向
の力である）、遠心力は比較的早く表面張力を圧倒する
傾向がある。
２上、位置２０８のフォトレジストに、矢印２１０Ａで
示される遠心力を与える。また、チャック１０４の角速
度の変化は、矢印２１０Ｂ及び２１０Ｃで示される接線
方向の力を与える。フォトレジストの表面張力は矢印２
１０Ｄで示される。表面張力は遠心力に対し通常正反対
の向きに働くため（矢印２１０Ａと、それとは逆向きの
矢印２１０Ｄとによって示されるように両方とも径方向
の力である）、遠心力は比較的早く表面張力を圧倒する
傾向がある。
【００２１】図５は、例として、従来技術の単なる回転
が生む遠心力のみによって、適当量のフォトレジスト５
００が平坦面１０２上に広がる様を図示したものであ
る。図５は、フォトレジスト５００の半径がＲ１になっ
た時点で、遠心力が表面張力を圧倒していることを示し
ている。遠心力が表面張力を圧倒した結果、フォトレジ
スト５００は流出して、径方向の流路５０２を形成して
いる。図６は、本発明の技術を用い、チャックを振動さ
せることにより生じる遠心力と接線方向の力とによっ
て、同じ量のフォトレジスト５００が平坦面１０２上に
広がる様を図示したものである。図６は、フォトレジス
ト５００の半径がＲ２になった時点で、遠心力が表面張
力を圧倒していることを示しており、半径Ｒ２は半径Ｒ
１（図５参照）よりずっと大きい。また、径方向の流路
５０４（図６参照）が遠心力によって形成されるとき、
フリンジ５０４Ｔが接線方向の力によって形成され、接
線方向の力の存在を示している。
が生む遠心力のみによって、適当量のフォトレジスト５
００が平坦面１０２上に広がる様を図示したものであ
る。図５は、フォトレジスト５００の半径がＲ１になっ
た時点で、遠心力が表面張力を圧倒していることを示し
ている。遠心力が表面張力を圧倒した結果、フォトレジ
スト５００は流出して、径方向の流路５０２を形成して
いる。図６は、本発明の技術を用い、チャックを振動さ
せることにより生じる遠心力と接線方向の力とによっ
て、同じ量のフォトレジスト５００が平坦面１０２上に
広がる様を図示したものである。図６は、フォトレジス
ト５００の半径がＲ２になった時点で、遠心力が表面張
力を圧倒していることを示しており、半径Ｒ２は半径Ｒ
１（図５参照）よりずっと大きい。また、径方向の流路
５０４（図６参照）が遠心力によって形成されるとき、
フリンジ５０４Ｔが接線方向の力によって形成され、接
線方向の力の存在を示している。
【００２２】平坦面１０２に付与するフォトレジストの
量と、チャック１０４の、即ち平坦面１０２の振動の振
幅と周波数とを適切に選択することにより、径方向の流
出を生ずることなく、平坦面１０２の全体をコーティン
グすることができる。本発明のひとつの好適実施例を示
すと、振幅９０乃至１８０度、周波数１０Ｈｚでチャッ
クを振動させることにより、１ccのフォトレジストで、
直径２００mmの円形ウェハを１．５μｍの厚さでコーテ
ィングすることができる。
量と、チャック１０４の、即ち平坦面１０２の振動の振
幅と周波数とを適切に選択することにより、径方向の流
出を生ずることなく、平坦面１０２の全体をコーティン
グすることができる。本発明のひとつの好適実施例を示
すと、振幅９０乃至１８０度、周波数１０Ｈｚでチャッ
クを振動させることにより、１ccのフォトレジストで、
直径２００mmの円形ウェハを１．５μｍの厚さでコーテ
ィングすることができる。
【００２３】図７Ａと図７Ｂは、本発明のふたつめの好
適実施例を示している。モータサーボシステム１０８
（図７Ａ参照）によってシャフト１０６Ｂが回転し、シ
ャフト１０６Ｂが回転することによってギアアセンブリ
６０２が回転する。ギアアセンブリ６０２は、図７Ｂに
より詳細に示されている。シャフト１０６Ｂによって中
心ギア６０６Ｃが矢印６Ｂ−１に示される方向に回転す
ると、それによって複数のギア６０６が、それぞれの軸
６０６Ａを中心にして矢印６Ｂ−２の向きに回転する。
ギア６０６は円形で、各軸６０６Ａはモータサーボシス
テム１０８に対して固定されている（図７Ａ参照）。各
軸６０６Ａは、対応するギア６０６の回転中心となる。
ギア６０６には、それぞれシャフト６０４が付いてい
る。シャフト６０４は、ギア６０６の中心からずれた位
置に、チャック１０４の下部との間で回転可能なように
取り付けられている（図７Ａ、図７Ｂ参照）。このよう
にして、シャフト６０４の回転運動に伴い発生するチャ
ック１０４Ｂの運動を、“振動”ではなく、“公転軌道
を描く微小振動（公転微小振動）”と呼ぶ。結局、“微
小振動”は、（１）平坦面を小さい振幅、高い周波数で
振動させる、（２）平坦面を小さい公転運動で素早く運
動させる、すなわり公転微小振動させる、のどちらかに
よって達成される。チャック１０４の公転微小振動によ
って、径方向に表面張力と正反対の方向に働く遠心力の
みに頼ることなく、フォトレジスト（図示されていな
い）は平坦面１０２上に塗り広げられる。その結果、従
来のような回転のみによるコーティングのように簡単
に、遠心力が表面張力を圧倒することなく、フォトレジ
ストは塗り広げられる。
適実施例を示している。モータサーボシステム１０８
（図７Ａ参照）によってシャフト１０６Ｂが回転し、シ
ャフト１０６Ｂが回転することによってギアアセンブリ
６０２が回転する。ギアアセンブリ６０２は、図７Ｂに
より詳細に示されている。シャフト１０６Ｂによって中
心ギア６０６Ｃが矢印６Ｂ−１に示される方向に回転す
ると、それによって複数のギア６０６が、それぞれの軸
６０６Ａを中心にして矢印６Ｂ−２の向きに回転する。
ギア６０６は円形で、各軸６０６Ａはモータサーボシス
テム１０８に対して固定されている（図７Ａ参照）。各
軸６０６Ａは、対応するギア６０６の回転中心となる。
ギア６０６には、それぞれシャフト６０４が付いてい
る。シャフト６０４は、ギア６０６の中心からずれた位
置に、チャック１０４の下部との間で回転可能なように
取り付けられている（図７Ａ、図７Ｂ参照）。このよう
にして、シャフト６０４の回転運動に伴い発生するチャ
ック１０４Ｂの運動を、“振動”ではなく、“公転軌道
を描く微小振動（公転微小振動）”と呼ぶ。結局、“微
小振動”は、（１）平坦面を小さい振幅、高い周波数で
振動させる、（２）平坦面を小さい公転運動で素早く運
動させる、すなわり公転微小振動させる、のどちらかに
よって達成される。チャック１０４の公転微小振動によ
って、径方向に表面張力と正反対の方向に働く遠心力の
みに頼ることなく、フォトレジスト（図示されていな
い）は平坦面１０２上に塗り広げられる。その結果、従
来のような回転のみによるコーティングのように簡単
に、遠心力が表面張力を圧倒することなく、フォトレジ
ストは塗り広げられる。
【００２４】他にもチャック１０４を振動させたり微小
振動させたりする方法がたくさん考えられる。他の多く
の方法も、平坦面１０２の表面に径方向以外の力を加え
るか、若しくは径方向の力と、径方向以外の力とを組み
合わせた力を加える。これまで述べてきたように、径方
向以外の力を活用してフォトレジストが平坦面１０２上
を広がり易くなるようにすると、従来の、単に径方向の
遠心力のみを用いた時と比べて、表面張力を圧倒する遠
心力の増加が抑えられ、表面のコーティングはより効率
的かつ効果的に行われる。従って、平坦面１０２の面上
に径方向以外の力を付与する、このようなチャック１０
４の振動乃至微小振動方法は、平坦面のような基板をフ
ォトレジストのような化学物質でコーティングする上で
利点を有すると言える。
振動させたりする方法がたくさん考えられる。他の多く
の方法も、平坦面１０２の表面に径方向以外の力を加え
るか、若しくは径方向の力と、径方向以外の力とを組み
合わせた力を加える。これまで述べてきたように、径方
向以外の力を活用してフォトレジストが平坦面１０２上
を広がり易くなるようにすると、従来の、単に径方向の
遠心力のみを用いた時と比べて、表面張力を圧倒する遠
心力の増加が抑えられ、表面のコーティングはより効率
的かつ効果的に行われる。従って、平坦面１０２の面上
に径方向以外の力を付与する、このようなチャック１０
４の振動乃至微小振動方法は、平坦面のような基板をフ
ォトレジストのような化学物質でコーティングする上で
利点を有すると言える。
【００２５】以上、本発明は好適実施例によって説明さ
れてきたが、好適実施例はあくまでも例示であって、本
発明の請求範囲を限定するものではない。本発明の請求
範囲は、本明細書中の特許請求の範囲によって限定され
る。
れてきたが、好適実施例はあくまでも例示であって、本
発明の請求範囲を限定するものではない。本発明の請求
範囲は、本明細書中の特許請求の範囲によって限定され
る。
【００２６】
【発明の効果】上述したように本発明は、物体の表面に
適量の液状物質を付与する過程と、表面を振動させるこ
とによって、表面に液状物質を広げる振動過程とを有す
ることを特徴とする液状膜形成方法と、物体を確実に保
持できるチャックと、チャックを振動させることによっ
て、物体の表面に付与されている液状物質を表面に広げ
る振動手段とを有することを特徴とする液状膜形成装置
とを提供し、従来に比べ効率的かつ効果的に基板をコー
ティングする液状膜形成装置及び方法を実現している。
適量の液状物質を付与する過程と、表面を振動させるこ
とによって、表面に液状物質を広げる振動過程とを有す
ることを特徴とする液状膜形成方法と、物体を確実に保
持できるチャックと、チャックを振動させることによっ
て、物体の表面に付与されている液状物質を表面に広げ
る振動手段とを有することを特徴とする液状膜形成装置
とを提供し、従来に比べ効率的かつ効果的に基板をコー
ティングする液状膜形成装置及び方法を実現している。
【図１】本発明の好適実施例に従った振動可能なチャッ
クアセンブリの概念図。
クアセンブリの概念図。
【図２】振動可能なチャックアセンブリと平坦面の平面
図。
図。
【図３】図１と図２に示されているチャックの振動を図
示している。
示している。
【図４】図３に示されるチャックの振動を表すグラフ。
【図５】従来技術を用いたときの、平坦面上を広がって
いくフォトレジストの平面図。
いくフォトレジストの平面図。
【図６】本発明の実施例を用いたときの、平坦面上を広
がっていくフォトレジストの平面図。
がっていくフォトレジストの平面図。
【図７Ａ】本発明の原理に従った公転微小振動可能なチ
ャックアセンブリの概念図。
ャックアセンブリの概念図。
【図７Ｂ】図７Ａに示される公転微小振動可能なチャッ
クアセンブリが備えているギアアセンブリの平面図。
クアセンブリが備えているギアアセンブリの平面図。
１０２ 平坦面 １０４ チャック １０４Ｂ チャック １０６ シャフト １０６Ａ シャフト１０６の移動可能方向 １０６Ｂ シャフト １０８ モータサーボシステム １１０ 制御プロセッサ ２０２ 環状の溝 ２０４ 真空孔 ２０６ 安全ポスト ２０８ フォトレジストの位置 ２１０Ａ 遠心力 ２１０Ｂ 接線方向の力 ２１０Ｃ 接線方向の力 ２１０Ｄ 表面張力 ３０２ 位置 ３０４ 位置 ３０６ 最大回転角 ４０２ チャック１０４の振動を表す曲線 ５００ フォトレジスト ５０２ 径方向流路 ５０４ 径方向流路 ５０４Ｔ フォトレジストのフリンジ ６０２ ギアアセンブリ ６０４ シャフト ６０６ ギア ６０６Ａ ギア６０６の回転軸 ６０６Ｃ 中心ギア ６Ｂ−１ 中心ギア６０６Ｃの回転方向 ６Ｂ−２ ギア６０６の回転方向 Ｌ 振幅（位置３０２と位置３０４との間の距離） Ｐ 周期 Ｒ１ フォトレジストの半径 Ｒ２ フォトレジストの半径
フロントページの続き (72)発明者 ロイ・イー・ハーティッグ アメリカ合衆国ワシントン州98221・アナ コルテス・キングウェイ 4403
Claims (9)
- 【請求項１】 物体の表面に適量の液状物質を付与す
る過程と、 前記表面を振動させることによって前記表面に液状物質
を広げる振動過程とを有することを特徴とする液状膜形
成方法。 - 【請求項２】 前記振動過程が、 （ａ）前記物体を第１の方向に、第１の時間回転させる
第１回転過程と、 （ｂ）前記物体を前記第１の方向と逆方向の第２の方向
に、第２の時間回転させる第２回転過程とを有すること
を特徴とする請求項１に記載の液状膜形成方法。 - 【請求項３】 前記第１回転過程（ａ）と前記第２回
転過程（ｂ）が繰り返されることを特徴とする請求項２
に記載の液状膜形成方法。 - 【請求項４】 物体を確実に保持できるチャックと、 前記チャックを振動させることによって、前記物体の表
面に付与されている液状物質を前記表面に広げる振動手
段とを有することを特徴とする液状膜形成装置。 - 【請求項５】 前記振動手段が、 （ａ）前記物体を２方向どちらにも回転させることので
きる回転手段と、 （ｂ）前記物体の回転方向を反転する反転手段とを有す
ることを特徴とする液状膜形成装置。 - 【請求項６】 物体の表面に適量の液状物質を付与す
る過程と、 前記表面を微小振動させることによって、前記表面に液
状物質を広げる微小振動過程とを有することを特徴とす
る液状膜形成方法。 - 【請求項７】 物体を確実に保持できるチャックと、 前記チャックを微小振動させることによって、前記物体
の表面に付与されている液状物質を前記表面に広げる微
小振動手段とを有することを特徴とする液状膜形成装
置。 - 【請求項８】 物体の表面に適量の液状物質を付与す
る過程と、 前記液状物質に径方向以外の力を加えるように前記表面
を運動させることによって、前記表面に液状物質を広げ
る運動過程とを有することを特徴とする液状膜形成方
法。 - 【請求項９】 物体を確実に保持できるチャックと、 前記物体の表面に付与されている液状物質に径方向以外
の力を加えるように前記チャックを運動させることによ
って、前記液状物質を前記表面に広げる運動手段とを有
することを特徴とする液状膜形成装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15203693A | 1993-11-12 | 1993-11-12 | |
| US08/152,036 | 1993-11-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07273020A true JPH07273020A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=22541281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6304398A Pending JPH07273020A (ja) | 1993-11-12 | 1994-11-14 | 液状膜形成装置及び方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5798140A (ja) |
| EP (1) | EP0653683B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07273020A (ja) |
| KR (1) | KR100307852B1 (ja) |
| DE (1) | DE69425221T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100413849B1 (ko) * | 2000-12-28 | 2004-01-07 | 장영철 | 포토레지스트 도포 장치 및 방법 |
| KR101017889B1 (ko) * | 2009-01-05 | 2011-03-04 | (주) 예스티 | 웨이퍼 쉐이커 |
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| TW357389B (en) * | 1996-12-27 | 1999-05-01 | Tokyo Electric Ltd | Apparatus and method for supplying process solution to surface of substrate to be processed |
| AT409462B (de) * | 1998-10-08 | 2002-08-26 | Thallner Erich | Vorrichtung zum belacken von substraten |
| EP1124252A2 (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-16 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and process for processing substrates |
| FR2833193B1 (fr) * | 2001-12-11 | 2004-02-27 | Valeo Climatisation | Procede et installation de traitement de surfaces metalliques, notamment de surfaces d'echangeurs thermiques |
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| TWI232493B (en) * | 2003-02-27 | 2005-05-11 | Innolux Display Corp | Method for photo-resistor coating |
| JP4464763B2 (ja) * | 2004-08-20 | 2010-05-19 | 東京エレクトロン株式会社 | 現像装置及び現像方法 |
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| FR3097142B1 (fr) * | 2019-06-11 | 2022-05-27 | Commissariat Energie Atomique | Procédé de dépôt |
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1994
- 1994-11-09 KR KR1019940029213A patent/KR100307852B1/ko not_active Expired - Fee Related
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- 1994-11-10 EP EP94308292A patent/EP0653683B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-14 JP JP6304398A patent/JPH07273020A/ja active Pending
-
1996
- 1996-04-30 US US08/640,248 patent/US5798140A/en not_active Expired - Fee Related
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| DE69425221D1 (de) | 2000-08-17 |
| KR950015549A (ko) | 1995-06-17 |
| EP0653683A1 (en) | 1995-05-17 |
| KR100307852B1 (ko) | 2001-12-01 |
| EP0653683B1 (en) | 2000-07-12 |
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