(57)【要約】【課題】ウェハ上の樹脂の厚みを均一にすることができる技術を提供する。【解決手段】ウェハに樹脂を塗布する塗布方法であって、前記樹脂を吐出するノズルから前記ウェハの中心に向けて前記樹脂を吐出する中心塗布工程と、前記ウェハを第１回転数で回転させた状態で、前記樹脂を吐出しつつ前記中心から前記ウェハの周縁に向かって前記ノズルを移動させる外向きノズル移動工程と、前記ウェハを前記第１回転数で回転させた状態で、前記樹脂を吐出しつつ前記周縁から前記中心に向かって前記ノズルを移動させる内向きノズル移動工程と、前記ウェハの回転数を前記第１回転数よりも高い第２回転数で回転させる高速回転工程と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハに樹脂を塗布する塗布方法であって、
前記樹脂を吐出するノズルから前記ウェハの中心に向けて前記樹脂を吐出する中心塗布工程と、
前記ウェハを第１回転数で回転させた状態で、前記樹脂を吐出しつつ前記中心から前記ウェハの周縁に向かって前記ノズルを移動させる外向きノズル移動工程と、
前記ウェハを前記第１回転数で回転させた状態で、前記樹脂を吐出しつつ前記周縁から前記中心に向かって前記ノズルを移動させる内向きノズル移動工程と、
前記ウェハの回転数を前記第１回転数よりも高い第２回転数で回転させる高速回転工程と、
を備えている、塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では、ウェハへの樹脂の塗布方法を開示する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、ウェハへの樹脂の塗布方法が開示されている。特許文献１の技術では、まず、ウェハを第１回転数で回転させた状態で、ウェハの表面の中心から径方向に離間した第１吐出位置にノズルから樹脂を吐出させる。次に、ウェハを第１回転数で回転させた状態で、樹脂を吐出しつつ、ウェハの第１吐出位置から中心に向かってノズルを移動させる。次いで、樹脂を吐出しつつ、ウェハを第１回転数よりも高い第２回転数で回転させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１３４３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の塗布方法では、外周側における樹脂の厚みが、中心側における樹脂の厚みよりも大きくなってしまう。発明者らの検討によると、中心から第１吐出位置へ向かって樹脂を吐出すると、中心側では外周側よりも周速が遅いため、中心側における樹脂の厚みが外周側における樹脂の厚みよりも大きくなってしまうことが判明した。本明細書では、ウェハ上の樹脂の厚みを均一にすることができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書によって開示される塗布方法は、ウェハに樹脂を塗布する塗布方法であって、前記樹脂を吐出するノズルから前記ウェハの中心に向けて前記樹脂を吐出する中心塗布工程と、前記ウェハを第１回転数で回転させた状態で、前記樹脂を吐出しつつ前記中心から前記ウェハの周縁に向かって前記ノズルを移動させる外向きノズル移動工程と、前記ウェハを前記第１回転数で回転させた状態で、前記樹脂を吐出しつつ前記周縁から前記中心に向かって前記ノズルを移動させる内向きノズル移動工程と、前記ウェハの回転数を前記第１回転数よりも高い第２回転数で回転させる高速回転工程と、を備えている。
【０００６】
上記の構成では、中心塗布工程において、ウェハの中心に樹脂の液溜まりが形成される。外向きノズル移動工程及び内向きノズル移動工程において、ノズルがウェハの中心と周縁との間を一往復し、樹脂がウェハの中心から周縁に螺旋状に塗布され、周縁から中心に螺旋状に塗布される。高速回転工程において、樹脂がウェハ全体に均一に塗り広げられる。これらの結果、ウェハ上の樹脂の厚みを均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】塗布装置とウェハとの側面図である。
【図２】ウェハに樹脂を塗布する工程を示すフローチャートである。
【図３】フローチャートのＳ４におけるウェハへの樹脂の塗布状態を示す側面図である。
【図４】フローチャートのＳ８におけるウェハへの樹脂の塗布状態を示す側面図である。
【図５】フローチャートのＳ１２におけるウェハへの樹脂の塗布状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
まず、図１を参照して、本実施例の塗布装置１０について説明する。塗布装置１０は、ウェハ３０に樹脂を塗布する場合に使用される。ウェハ３０は、円盤状の半導体基板（シリコンウェハ）である。図１に示されるように、ウェハ３０は、表面３２と、裏面３４と、端部３６と、を備える。ウェハ３０の表面３２は、樹脂を塗布する処理面である。ウェハ３０の裏面３４は、表面３２と反対側の面である。ウェハ３０の端部３６は、表面３２及び裏面３４の外周縁を形成する。樹脂は、絶縁材料であり、例えば、ポリイミドである。樹脂の粘度は、例えば、２５℃において、５０００から２００００［ｃＰ］（５から２０［Ｐａ・ｓ］）である。
【０００９】
図１に示されるように、塗布装置１０は、塗布部１６、チャック部１２と、回転体１４と、制御部２２と、を備える。なお、本実施例では、図１の状態で上下方向を規定する。また、図１の左右方向をウェハの径方向と称する。図１には、塗布装置１０の塗布部１６とチャック部１２と回転体１４との側面図が示されており、塗布部１６と回転体１４とに電気的に接続されている制御部２２が模式的に示されている。
【００１０】
チャック部１２には、ウェハ３０が載置される。チャック部１２は、ウェハ３０の裏面３４を吸着する。チャック部１２は、真空吸着方式によってウェハ３０を吸着する。チャック部１２は、ウェハ３０の中心軸ＣＸ上に位置する。なお、本実施例では、中心軸ＣＸは、ウェハ３０の表面３２の中心３２ａ及び裏面３４の中心を通過する軸と規定する。チャック部１２には、回転体１４が連結されている。回転体１４は、チャック部１２の下方に配置されている。回転体１４は、回転軸ＡＸを中心にして回転する。回転体１４の回転軸ＡＸは、ウェハ３０の中心軸ＣＸと一致する。回転体１４が回転すると、ウェハ３０は中心軸ＣＸを中心にして回転する。
【００１１】
ウェハ３０の表面３２の上方には、塗布部１６が配置される。塗布部１６は、ノズル１８とアーム２０とを備える。ノズル１８は、ウェハ３０の表面３２の上方に配置されている。ノズル１８は、ウェハ３０の表面３２から離間している。ノズル１８は、図示省略の樹脂貯留部から供給される樹脂を下方に（即ち、ウェハ３０の表面３２に向かって）吐出する。樹脂は、ノズル１８から吐出されるときには、前述した粘度を有する液体状であり、外気に一定時間触れると固化する。ノズル１８には、アーム２０が連結されている。ノズル１８は、アーム２０の先端２０ａに配置されている。アーム２０は、図示省略のアーム支持部によって、ウェハ３０の表面３２の径方向に移動可能に支持されている。これにより、ウェハ３０の表面３２から離間した状態で、ノズル１８は、ウェハ３０の表面３２の径方向に移動することができる。
【００１２】
制御部２２は、塗布部１６と回転体１４とに電気的に接続されている。制御部２２は、ノズル１８からの樹脂の吐出量及び吐出期間を制御する。制御部２２は、アーム２０の径方向の移動距離及び移動期間を制御する。制御部２２は、回転体１４の回転数及び回転期間を制御する。
【００１３】
次に、図２から図５を参照して、ウェハ３０への樹脂の塗布工程を説明する。図３から図５は、後述する夫々の工程において、ウェハ３０に樹脂を塗布する様子を示している。図３から図５では、樹脂に符号２４（２４ａ，２４ｂ）を付してある。図３から図５において、樹脂２４がウェハ３０の直径方向に塗布される状態を見易くするために、ウェハ３０の直径を通る直線上に塗布される樹脂２４のみが示されている。図４及び図５において、樹脂２４ａの上方に示される黒塗りの三角は、後述するように、樹脂２４ａが、Ｓ８の処理の際に塗布されたことを示す。図５において、樹脂２４ｂの上方に示される白塗りの三角は、後述するように、樹脂２４ｂがＳ１２の処理の際に塗布されたことを示す。
【００１４】
（中心塗布工程）まず、Ｓ２において、制御部２２は、アーム２０の先端２０ａをウェハ３０の表面３２の中心３２ａに向かって移動させ、中心３２ａで保持させる。これにより、ノズル１８は、ウェハ３０の中心３２ａに移動し、中心３２ａで保持される。なお、ウェハ３０は、Ｓ２の処理が実行される前にチャック部１２に載置されている。Ｓ４において、制御部２２は、ノズル１８からの樹脂２４の吐出を開始させる。これにより、図３に示すように、樹脂２４がウェハ３０の中心３２ａに塗布される。この結果、ウェハ３０の中心３２ａに樹脂２４の液溜まりが形成される。
【００１５】
（低速回転工程）次いで、Ｓ６において、制御部２２は、ノズル１８から樹脂２４を吐出させつつ、回転軸ＡＸを中心にして、回転体１４を第１回転数ω１で回転させる。これにより、ウェハ３０は、中心軸ＣＸを中心にして、第１回転数ω１で回転する。第１回転数ω１は、例えば、５０から１５０ｒｐｍである。
【００１６】
（外向きノズル移動工程）Ｓ８において、制御部２２は、ノズル１８から樹脂２４を吐出させつつ、回転体１４を第１回転数ω１で回転させた状態で、アーム２０の先端２０ａを、ウェハ３０の中心３２ａから周縁３２ｂに向かって移動させ、周縁３２ｂで保持させる。これにより、ノズル１８は、樹脂２４を吐出しつつ、ウェハ３０の中心３２ａから周縁３２ｂまで移動し、周縁３２ｂで保持される。この結果、図４に示すように、樹脂２４ａは、ウェハ３０の中心３２ａから周縁３２ｂに塗布される。また、表面３２側からウェハ３０を見ると、樹脂２４ａは螺旋状に塗布される。ウェハ３０の周縁３２ｂは、ウェハ３０の表面３２の中心３２ａから径方向外側に半径の８０％だけ離間した位置と外周縁（即ち、半径の１００％だけ離間した位置）との間の領域である。
【００１７】
（ノズル周縁保持工程）Ｓ１０において、制御部２２は、アーム２０の先端２０ａがウェハ３０の周縁３２ｂで保持されている保持期間が基準保持期間Ｔ１を経過しているか否かを判断する。即ち、制御部２２は、ノズル１８がウェハ３０の周縁３２ｂで保持されている保持期間が基準保持期間Ｔ１を経過しているか否かを判断する。制御部２２は、保持期間を計時するタイマを内蔵している。アーム２０の先端２０ａがウェハ３０の周縁３２ｂで保持されると、制御部２２は、タイマをスタートさせる。また、制御部２２は、予め基準保持期間Ｔ１を格納している。基準保持期間Ｔ１は、次式によって定義される。
基準保持期間Ｔ１＝３０（２Ｎ−１）／ω１
【００１８】
ここで、Ｎは、１以上５以下の値である。Ｎは、ウェハ３０の直径等によって決定される値である。基準保持期間Ｔ１は、３０／ω１から２７０／ω１の範囲である。仮に、基準保持期間Ｔ１が３０／ω１よりも短い場合、ウェハ３０の周縁３２ｂの円周方向全体に、樹脂２４を十分に塗布することができない。一方、基準保持期間Ｔ１が２７０／ω１よりも長い場合、樹脂２４が、ウェハ３０の周縁３２ｂに、過剰に塗布されるため、ウェハ３０の周縁３２ｂに塗布される樹脂２４の厚みが、ウェハ３０の中心３２ａに塗布される樹脂２４の厚みよりも大きくなる。保持期間が基準保持期間Ｔ１を経過していない場合（Ｓ１０でＮＯ）、保持期間が基準保持期間Ｔ１を経過するまで待機する。
【００１９】
（内向きノズル移動工程）保持期間が基準保持期間Ｔ１を経過している場合（Ｓ１０でＹＥＳ）、Ｓ１２において、制御部２２は、ノズル１８から樹脂２４を吐出させつつ、回転体１４を第１回転数ω１で回転させた状態で、アーム２０の先端２０ａをウェハ３０の周縁３２ｂから中心３２ａに向かって移動させ、中心３２ａで保持させる。これにより、ノズル１８は、樹脂２４を吐出しつつ、ウェハ３０の周縁３２ｂから中心３２ａに向かって移動し、中心３２ａで保持される。この結果、図５に示すように、樹脂２４ｂは、ウェハ３０の周縁３２ｂから中心３２ａに塗布される。また、表面３２側からウェハ３０を見ると、樹脂２４ｂは螺旋状に塗布される。
【００２０】
（高速回転工程）Ｓ１４において、制御部２２は、ノズル１８から樹脂２４を吐出させつつ、回転軸ＡＸを中心にして、回転体１４を第２回転数で回転させる。これにより、ウェハ３０は、中心軸ＣＸを中心にして、第２回転数で回転する。第２回転数は、第１回転数ω１よりも高い。第２回転数は、例えば、１０００から１２００ｒｐｍである。この結果、遠心力によって、樹脂２４の液溜まりと樹脂２４ａ，２４ｂとは、ウェハ３０の表面３２上に塗り広げられる。
【００２１】
Ｓ１６において、制御部２２は、吐出期間が基準吐出期間を経過しているか否かを判断する。制御部２２は、吐出期間を計時するタイマを内蔵している。Ｓ４においてノズル１８から樹脂２４が吐出されると、制御部２２は、タイマをスタートさせる。また、制御部２２は、予め基準吐出期間を格納している。吐出期間が基準吐出期間を経過していない場合（Ｓ１６でＮＯ）、吐出期間が基準吐出期間を経過するまで待機する。吐出期間が基準吐出期間を経過している場合（Ｓ１６でＹＥＳ）、Ｓ１８において、制御部２２は、ノズル１８からの樹脂２４の吐出を停止させる。制御部２２は、回転体１４が第２回転数で回転している間に、樹脂２４の吐出を停止させる。なお、変形例では、制御部２２は、回転体１４が第１回転数ω１から第２回転数に変化している間に、ノズル１８からの樹脂２４の吐出を停止させてもよい。即ち、回転体１４が第１回転数ω１から第２回転数に変化している間に、ノズル１８からの樹脂２４の吐出が停止するように、基準吐出期間が設定されてもよい。
【００２２】
（厚み調整工程）Ｓ２０において、制御部２２は、回転軸ＡＸを中心にして、回転体１４を第３回転数で回転させる。これにより、ウェハ３０は、中心軸ＣＸを中心にして、第３回転数で回転する。第３回転数は、第１回転数ω１及び第２回転数よりも高い。第３回転数は、例えば、２５００から３０００ｒｐｍである。Ｓ２２において、制御部２２は、回転期間が基準回転期間を経過しているか否かを判断する。制御部２２は、回転期間を計時するタイマを内蔵している。制御部２２は、回転体１４の回転数が第３回転数に到達すると、タイマをスタートさせる。また、制御部２２は、予め基準回転期間を格納している。回転期間が基準回転期間を経過していない場合（Ｓ２２においてＮＯ）、回転期間が基準回転期間を経過するまで待機する。この結果、ウェハ３０の表面３２上に塗布される樹脂２４の厚みを、所望の厚みに調整することができる。
【００２３】
（平滑化工程）回転期間が基準回転期間を経過している場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、Ｓ２４において、制御部２２は、回転体１４を、回転軸ＡＸを中心にして、第４回転数で回転させる（平滑化工程）。これにより、ウェハ３０は、中心軸ＣＸを中心にして、第４回転数で回転する。第４回転数は、第１回転数ω１よりも高く、第２回転数及び第３回転数よりも低い。第４回転数は、例えば、１５０から３００ｒｐｍである。この結果、ウェハ３０上の樹脂２４の表面が平滑化される。Ｓ２６において、制御部２２は、回転体１４の回転を停止させる。これにより、ウェハ３０の回転が停止する。
【００２４】
（効果）Ｓ４の中心塗布工程において、ウェハ３０の中心３２ａに樹脂２４の液溜まりが形成され、Ｓ８の外向きノズル移動工程において、回転体１４が第１回転数ω１で回転した状態で、ウェハ３０の中心３２ａから周縁３２ｂに樹脂２４ａが螺旋状に塗布される。Ｓ１２の内向きノズル移動工程において、回転体１４が第１回転数ω１で回転した状態で、ウェハ３０の周縁３２ｂから中心３２ａに、樹脂２４ｂが螺旋状に塗布される。Ｓ１４の高速回転工程において、回転体１４が第１回転数ω１よりも高い第２回転数で回転し、樹脂２４の液溜まりと樹脂２４ａ，２４ｂとは、ウェハ３０の表面３２上に塗り広げられる。これらの結果、樹脂２４は、ウェハ３０の表面３２上に均一に塗り広げられる。これにより、ウェハ３０上の樹脂２４の厚みを均一にすることができる。
【００２５】
Ｓ１０のノズル外縁保持工程において、基準保持期間Ｔ１は３０／ω１から２７０／ω１の範囲である。このため、ウェハ３０の径方向において互いに隣接する樹脂２４ａの間隔は、ウェハ３０の径方向において互いに隣接する樹脂２４ｂの間隔と一定である。この結果、樹脂２４は、ウェハ３０の中心３２ａから周縁３２ｂに均一に塗布される。これにより、Ｓ１４の高速回転工程において、樹脂２４は、ウェハ３０の表面３２上にさらに均一に塗り広げられる。この結果、ウェハ３０上の樹脂２４の厚みをさらに均一にすることができる。
【００２６】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００２７】
１０    ：塗布装置
１２    ：チャック部
１４    ：回転体
１６    ：塗布部
１８    ：ノズル
２０    ：アーム
２０ａ  ：先端
２２    ：制御部
２４，２４ａ，２４ｂ：樹脂
３０    ：ウェハ
３２    ：表面
３２ａ  ：中心
３２ｂ  ：周縁
３４    ：裏面
ＡＸ    ：回転軸
ＣＸ    ：中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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