JP2001170546A - 成膜方法及び成膜装置 - Google Patents

成膜方法及び成膜装置

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JP2001170546A JP35644799A JP35644799A JP2001170546A JP 2001170546 A JP2001170546 A JP 2001170546A JP 35644799 A JP35644799 A JP 35644799A JP 35644799 A JP35644799 A JP 35644799A JP 2001170546 A JP2001170546 A JP 2001170546A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】スキャン塗布法で形成された塗布膜の膜厚分布
を均一にする。 【解決手段】液状膜に含まれる溶媒の揮発による気化熱
によって生じる液状膜の温度分布を補正する温度分布を
有する被処理基板に対してスキャン塗布法により液状膜
を形成した後、液状膜の溶媒を除去して塗布膜を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理基板上に薬
液を供給して液状膜中の溶媒を揮発させて、該被処理基
板上に塗布膜の成膜を行う成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、薬液を用いた成膜プロセスでは、
スピン塗布法が広く用いられている。近年、環境対策に
伴う使用薬液量の削減、基板の大口径化に伴う周辺部の
塗布ムラ改善を目指し、極細ノズルから極細ノズルと基
板とを列方向に相対移動させると共に、基板上部以外で
極細ノズルと基板とを行方向に相対移動させることで、
基板全面にわたって液膜を形成するスキャン塗布法の開
発が急務になっている。
【０００３】これまでのスキャン塗布法で作成された塗
布膜の膜厚分布は、スキャンピッチ方向における塗布開
始端部でターゲット値に対して異常に膜厚が増大し、塗
布終了端部では膜厚がだらだらと減少してしまうことが
問題となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、スキ
ャン塗布法で作成された塗布膜の膜厚分布が、スキャン
ピッチ方向における塗布開始端部でターゲット値に対し
て異常に膜厚が増大し、塗布終了端部では膜厚がだらだ
らと減少してしまうという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、スキャン塗布法で形成さ
れた塗布膜の膜厚分布を均一にしえる成膜方法を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】［構成］本発明は、上記
目的を達成するために以下のように構成されている。
【０００７】（１）本発明（請求項１，３）は、被処理
基板に対して、該基板上で一定量広がるように調整さ
れ，溶媒に固形分が添加された薬液を滴下ノズルから滴
下し、滴下された該液体を該基板上に留めつつ、前記滴
下ノズルと前記被処理基板とを相対的に移動させて該基
板の滴下開始部から滴下終了部にかけて液体を滴下させ
て、前記被処理基板上に液状膜を形成する工程と、前記
液状膜中の溶媒を除去して塗布膜の形成を行う工程とを
含み、前記液状膜の形成工程において表面が平坦な液状
膜の形成を行う、或いは前記液状膜中の溶媒の除去工程
において、表面が平坦な塗布膜を形成することを特徴と
する。
【０００８】本発明の好ましい実施態様を以下に記す。
前記被処理基板の滴下開始部の温度が、該被処理基板の
滴下終了部の温度より高くなるように、前記被処理基板
に対して加熱或いは冷却を行うこと。
【０００９】前記被処理基板の外周部の温度が滴下開始
部から滴下終了部にかけて単調に低下すると共に、該基
板の前記外周部の内側の温度はほぼ一定の温度となるよ
うに、前記被処理基板に対して加熱或いは冷却を行い、
該ほぼ一定の温度は、滴下開始部の温度より低く、且つ
滴下終了部の温度より高い温度であること。
【００１０】前記被処理基板の滴下開始部と滴下終了部
との間の領域の温度勾配が無くなるように、前記被処理
基板に対して加熱或いは冷却を行うこと。
【００１１】前記被処理基板の滴下終了部の温度勾配が
該被処理基板部の滴下開始部の温度勾配より大きくなる
ように、前記被処理基板に対して加熱或いは冷却を行う
こと。
【００１２】前記被処理基板の中央部の温度より、被処
理基板の両端部の温度が低くなるように、前記被処理基
板に対して加熱或いは冷却を行うこと。
【００１３】前記滴下開始部は被処理基板中央部であ
り、且つ滴下終了部は被処理基板端部であり、前記液状
膜の形成は、被処理基板中央部から一方の被処理基板端
部にかけて薬液の滴下を行う工程と、被処理基板中央部
から他方の被処理基板端部にかけて薬液の滴下を行う工
程とを含んで行われること。
【００１４】前記薬液が、レジスト剤、反射防止膜剤、
酸化膜剤、強誘電体膜剤であること。
【００１５】本発明（請求項１２）の成膜装置は、前記
被処理基板に対して薬液を供給する滴下ノズルと、前記
被処理基板と前記滴下ノズルとを相対的に移動させる駆
動部と、前記被処理基板が載置され、前記被処理基板前
記薬液の滴下開始部から滴下終了部に対して温度分布を
与える温度制御部とを具備してなることを特徴とする。
【００１６】本発明（請求項１６）の減圧乾燥装置は、
被処理基板が載置され、前記被処理基板前記薬液の滴下
開始部から滴下終了部に対して温度分布を与える温度制
御部と、前記被処理基板及び温度制御部が内部に収納さ
れ、真空ポンプに接続される減圧チャンバとを具備して
なることを特徴とする。
【００１７】上記二つの発明の好ましい実施態様を以下
に記す。
【００１８】前記温度制御部は、吸熱又は発熱を行い、
それぞれの温度が独立に制御される複数のプレートから
構成された吸・発熱部と、この吸・発熱部上に設けられ
た熱拡散板と、この熱拡散板上に設けられ、前記被処理
基板が載置されて該熱拡散板と被処理基板との間に空隙
を設けるギャップ調整台とを具備してなること。
【００１９】前記温度制御部は、前記被処理基板の外周
部の複数の領域の温度をそれぞれ独立に制御する複数の
外周プレートと、前記外周部の内側の中央部の温度を独
立に制御する中央プレートと、前記外周プレート及び中
央プレートの上に設けられた熱拡散板と、この熱拡散板
上に設けられ、前記被処理基板が載置されて該熱拡散板
と被処理基板との間に空隙を設けるギャップ調整台とを
具備してなること。
【００２０】前記温度制御部は、前記被処理基板の外周
部の複数の領域の温度をそれぞれ独立に制御する複数の
外周プレートと、前記外周プレート及び中央プレートの
上に設けられた熱拡散板と、この熱拡散板上に設けら
れ、前記被処理基板が載置されて該熱拡散板と被処理基
板との間に空隙を設けるギャップ調整台とを具備してな
ること。
【００２１】［作用］本発明は、上記構成によって以下
の作用・効果を有する。
【００２２】液状膜中の溶媒を揮発させて形成される膜
の膜厚分布の不均一は、薬液滴下後の溶媒が揮発する際
の気化熱によって生じる面内の温度分布によって生じ
る。そのため、前記気化熱によって生じる面内の温度分
布を補正する温度分布を有する被処理基板に対して液状
膜を形成することによって、面内の膜厚不均一を抑制す
ることができる。
【００２３】滴下開始部の温度を終了部の温度より高く
することで、膜厚の不均一を抑制することができる。
【００２４】前記被処理基板部の滴下終了部の温度勾配
が該被処理基板の滴下開始部の温度勾配より大きくする
ことによって、膜厚の不均一を抑制する効果が大きくな
る。
【００２５】更に、被処理基板の滴下開始部と滴下終了
部との間の領域の温度勾配を無くすことによって、膜厚
の不均一を抑制することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。
【００２７】［第１の実施形態］図１は、本発明の第１
実施形態に係わる塗布装置の概略構成を示す図である。
図１（ａ）は塗布装置の構成を示す斜視図、図１（ｂ）
はホットプレートの構成を示す平面図である。
【００２８】本装置は、図１（ａ）に示すように、被処
理基板２０に対して溶媒に固形分が添加された薬液１１
を滴下する薬液吐出ノズル１２と、被処理基板２０が載
置され、被処理基板２０を加熱する温度制御部１３とか
ら構成されている。薬液吐出ノズル１２の吐出口の口径
は３０μｍである。
【００２９】薬液吐出ノズル１２は図示されていない移
動機構によってｙ方向の移動が行われると共に、薬液吐
出ノズル１２が被処理基板２０上にないときに図示され
ない移動機構によって被処理基板２０はｘ方向に移動さ
れて、薬液吐出ノズル１２と被処理基板２０との相対的
な移動が行われる。薬液吐出ノズル１２と被処理基板２
０とを相対的に移動させつつ、薬液吐出ノズル１２から
薬液１１を吐出させることで、被処理基板２０上に液膜
２１を形成する。
【００３０】温度制御部１３は、プレート１４と、プレ
ート１４上に載置された熱拡散板１５と、ギャップ調整
台１６から構成されている。プレート１４は、図１
（ｂ）に示すように、スキャンピッチ方向に対して平行
な方向に均等に３分割され、第１のプレート１４ａ、第
２のプレート１４ｂ及び第３のプレート１４ｃから構成
されている。それぞれのプレート１４ａ〜１４ｃは、独
立に温度制御を行うことができるようになっている。つ
まり、被処理基板２０の面内の温度分布を変化させる構
成となっている。
【００３１】なお、被処理基板２０に対して熱勾配をス
ムーズ、且つ均一に与えるために、プレート１４の上面
を覆う熱拡散板１５を配置すると共に、熱拡散板１５上
にギャップ調整台１６を設置し、ギャップ調整台１６上
に被処理基板２０を載置した。
【００３２】それぞれのプレート１４ａ〜１４ｃは、発
熱，吸熱或いは温度を保持する事により、被処理基板の
塗布開始部，中央部及び塗布終了部の温度をそれぞれ調
整する。
【００３３】次に、本装置を用いて被処理基板上にレジ
スト膜を形成する場合について説明する。
【００３４】第１，第２及び第３のプレート１４ａ〜１
４ｃの温度をそれぞれ変えることによって、図２に示す
ように、被処理基板２０の塗布開始部を２７℃、中央部
を２３℃、塗布終了部を１９℃とし、被処理基板２０の
温度分布が薬液吐出ノズル１２のスキャンピッチ方向に
対しておよそ０．０４℃／ｍｍの一定の傾きとなるよう
にした。
【００３５】例えば、第３のプレート１４ｃから順に第
２のプレート１４ｂ，第１のプレート１４ａの発熱量を
多くすることによって、吐出開始部から吐出終了部にか
けて温度を低くする。また、第１のプレート１４ａが発
熱し、第３のプレートが吸熱することによって、吐出開
始部から吐出終了部にかけて温度を低くする。また、第
１のプレート１４ａから順に第２のプレート１４ｂ，第
３のプレート１４ｃの吸熱量を多くすることによって、
吐出開始部から吐出終了部にかけて温度を低くする。
【００３６】そして、薬液吐出ノズル１２を被処理基板
２０上でｙ方向（スキャン方向）に２ｍ／ｓで移動させ
ると共に、ｘ方向（スキャンピッチ方向）に被処理基板
２０を０．３ｍｍピッチで移動させ、レジスト剤（薬
液）１１を被処理基板２０上に線状に滴下し、基板２０
全面にレジスト液膜（液膜）２１を形成した。
【００３７】次に、レジスト液膜２１に対して減圧乾燥
処理を行う。先ず、真空ポンプが接続されたチャンバ内
に被処理基板２０を投入した後、チャンバ内を２０．６
６６４×１０2Ｐａ／ｓｅｃ（＝２０Ｔｏｒｒ／ｓｅ
ｃ）の減圧速度で、レジスト液膜に含まれる溶媒の蒸気
圧と等しい圧力（本実施形態の場合は、ほぼ１．３３３
２２×１０2Ｐａ／ｓｅｃ〔＝１Ｔｏｒｒ〕）になるま
で減圧し、７０秒間その圧力状態を維持して、液膜中の
溶媒の乾燥を行った。その後、チャンバ内を５３．２３
８８×１０2Ｐａ／ｓｅｃ（＝４０Ｔｏｒｒ／ｓｅｃ）
の加圧速度でチャンバ内の圧力を大気圧に戻し、被処理
基板をチャンバ内から取り出した。次に、１４０℃のホ
ットプレート上に被処理基板を載置して、６０秒間のベ
ーキング処理を行い、最終的にレジスト膜の安定化を行
った。
【００３８】また、被処理基板に対して面内で温度分布
を与えずにスキャン塗布法を用いて液膜の形成を行った
後、同様の後処理を行ったレジスト膜を形成した試料を
用意した。
【００３９】以上のプロセスで形成されたレジスト膜の
膜厚を膜厚計により測定し、その結果をスキャンピッチ
方向の膜厚分布を図３に示す。図３に示すように、塗布
開始側から塗布終了側にかけて温度を低くするという本
方法を用いることにより、膜厚均一性が５０ｎｍから２
５ｎｍと改善させることができた。
【００４０】次に、被処理基板に対して温度勾配を与え
ることにより、膜厚の均一性が改善された理由を説明す
る。
【００４１】従来のスキャン塗布法で膜形成を行った場
合、塗布開始部分の膜厚がターゲット膜厚に対して大き
く盛り上がり、逆に塗布終了部分の膜厚がだらだらと減
少している。このような被処理基板端部での膜厚異常
は、端部からおよそ２０ｍｍの範囲に及んでいた。この
ように、塗布開始部分と塗布終了部分で非対称に形成さ
れる要因は、スキャン塗布中に基板面内でスキャンピッ
チ方向に対して溶媒の気化熱により温度差が生じること
を発明者等は見いだした。
【００４２】つまり、塗布開始側は塗布終了側に比べて
減圧乾燥処理がおこなわれるまでの放置時間が長く、そ
の間に溶媒の気化により奪われる熱量が多くなるためレ
ジスト液膜の温度が下がる傾向となる。基板面内におい
て、このような温度差が生じると、レジスト液膜が温度
の高い方から低い方へと流動し、塗布開始側では盛り上
がり、塗布終了側では膜厚がだらだらと減少するという
膜厚部分がとなってしまう。
【００４３】本実施形態では、気化熱によって生じる温
度分布を補正するために、外部から逆方向の温度分布を
スキャンピッチ方向に対して一律に印加することによ
り、レジスト液膜の流動を全面で適正に抑え、基板端部
の膜厚異常の改善を図ることができる。
【００４４】［第２の実施形態］前実施形態で形成され
た塗布膜の塗布開始側端部での盛り上がりが無くなった
が、塗布終了側端部における膜厚の減少、並びに中央部
における膜厚の傾きは残っている。本実施形態では、塗
布終了端部における膜厚の減少、並びに中央部における
膜厚の傾きを抑制する手法について説明する。具体的に
は、塗布終了側での温度勾配を塗布開始側のそれより大
きく、且つ中心部の温度の傾きを無くすことによって、
塗布終了側端部での膜厚の減少を抑制する。
【００４５】次に、実際の塗布膜を形成する装置及びこ
の装置を用いた成膜について説明する。図４は、本発明
の第２の実施形態に係わる塗布装置の概略構成を示す図
である。図４（ａ）は、塗布装置の構成を示す斜視図、
図４（ｂ）はプレートの構成を示す平面図である。な
お、図１と同一な部位には同一符号を付しその詳細な説
明を省略する。
【００４６】本装置のプレート４４は、図４に示すよう
に、被処理基板２０の中央部を加熱する円形のプレート
４４ｂと、塗布開始側端部に温度勾配をプレートの周囲
を囲う二つの半リング状のプレート４４ａ，４４ｃとか
ら構成されている。
【００４７】被処理基板２０に対して熱勾配をスムー
ズ、且つ均一に与えるために、プレート４４の上面を覆
う熱拡散板１５を配置すると共に、熱拡散板１５上にギ
ャップ調整台１６を設置し、ギャップ調整台１６上に被
処理基板２０を載置した。
【００４８】次に、本装置を用いた成膜について説明す
る。それぞれのプレートの温度を制御して、被処理基板
２０の塗布終了側での温度勾配が塗布開始側のそれより
大きくなるようにする。例えば、図５に示すように、被
処理基板の塗布開始部を２５℃にし、−０．４℃／ｍｍ
の温度勾配で基板の中央部を含む領域の温度を２３℃に
する。そして、基板の温度が２３℃である領域から−
０．８℃／ｍｍの温度勾配で塗布終了部の温度を１９℃
にする。
【００４９】そして、第１の実施形態と同様に、薬液吐
出ノズルを速度２ｍ／ｓで移動させつつ、被加工金を
０．３ｍｍピッチで移動させて、被処理基板上にレジス
ト剤を線状に滴下し、被処理基板全面に対してレジスト
液膜を形成する。そして、液膜の形成後、第１の実施形
態と同様の減圧乾燥処理を行ってレジスト膜を形成し
た。
【００５０】以上のプロセスで形成されたレジスト膜の
膜厚を膜厚計により測定し、その結果をスキャンピッチ
方向の膜厚分布を図６に示す。なお、図６には、従来方
法で形成されたレジスト膜の膜厚分布を同時に示してい
る。
【００５１】図６に示すように、従来方法で形成された
レジスト膜の膜厚均一性は５０ｎｍであった。それに対
し、塗布開始側（高温）から塗布終了側（低温）にかけ
ての温度分布において、塗布終了部側の温度勾配を塗布
開始部側より大きくすることで、塗布開始側から塗布終
了側にかけて温度を低くするという本方法を用いること
により、膜厚均一性を５ｎｍに改善することができた。
【００５２】第１の実施形態においては、スキャンピッ
チ方向に対して温度分布を一律に与えて被処理基板上の
レジスト液膜の流動を全面で適正に抑え、端部での膜厚
異常の改善を試みたが、塗布開始部のみが改善され、塗
布終了部ではレジスト液膜の流動が起きず膜厚分布の改
善はあまり見られなかった。また、中央部では、膜厚が
温度の勾配に伴ってわずかながら一律に変化してしまっ
ていた。同じ温度勾配でも高温側で改善され、低温側で
改善されないのは、低温側では絶対温度が低いため、高
温側に比べ照れと液の流動がほとんど起こらなかったこ
とが原因と考えられる。低温側でレジスト液膜の流動を
起こさせるためには、中央部での温度勾配を無くす必要
がある。そこで、塗布開始側の温度勾配は第１の実施形
態と同じとし、中央部での温度勾配は無くし、且つ塗布
終了側の温度勾配は第１の実施形態より大きくすること
で、膜厚均一性を改善することができた。
【００５３】［第３の実施形態］極細ノズル（φ３０μ
ｍ）を被加工基板上でｙ方向に２ｍ／ｓで往復運動させ
ると共に、ｘ方向に被加工基板を０．３ｍｍピッチで移
動させ、レジスト剤を線状に滴下し、基板全面に液膜を
形成するスキャン塗布法において、第１，第２の実施形
態においては、被処理基板端部から端部まで一方向に薬
液を滴下し全面に液膜を形成した。本実施形態では、図
７に示すように、被処理基板中央部から先ず−ｘ方向に
基板端部までレジスト剤を滴下し、次に中央部から＋ｘ
方向に基板端部までレジスト剤を滴下し、基板全面に液
膜を形成する場合の温度分布設定方法を示す。
【００５４】本実施形態の場合、基板滴下終了部が基板
両端部となるため、図４に示す温度制御部１３を用いて
基板中央部の温度をわずかに上げて２４℃とし、それに
対して基板２０両端部の温度を２０℃（−０．８℃／ｍ
ｍ）とし、図８に示す基板設定温度分布を基板に与えて
レジスト剤の滴下を行い、基板２０全面に液膜を形成し
た。また一方で、温度制御を行わない従来の場合（２３
℃一定）についても同様の方法で、レジスト剤を滴下し
液膜を形成した。
【００５５】次に、真空ポンプを装着した減圧用チャン
バにそれぞれの被加工基板２０を投入し、チャンバ内を
−２６６Ｐａ／ｓｅｃの減圧速度でレジスト剤の蒸気圧
と等しい圧力（およそ１３３Ｐａ）になるまで減圧し、
７０秒間その圧力を維持して、液膜中の用材の乾燥を行
った。その後、チャンバ内の圧力を＋５３２０Ｐａ／ｓ
ｅｃの加圧速度で大気圧に戻し、被加工基板をチャンバ
から取り出した。次に、１４０℃に加熱したホットプレ
ート上に被加工基板を保持し、６０秒間ベーキング処理
を行い、最終的にレジスト膜の安定化を行った。
【００５６】以上の成膜方法により作成されたレジスト
膜厚を測定した結果を図９に示す。温度調整を行わない
従来法を用いて形成されたレジスト膜は、滴下終了部に
あたる基板両端部の膜厚計上が先に述べてきた理由によ
りだらだらと減少していることが分かる。つまり、溶剤
の気化による基板の温度分布は中央部で温度が低くな
り、両端部で温度が上がる傾向となるからである。
【００５７】一方、気化に伴う温度分布をうち消すよう
に温度分布を温度制御部で印加して形成されたレジスト
膜の場合、基板両端部で薬液の流動が促されるため、膜
厚計上が大きく改善されていることが分かる。結果的に
本実施形態において、膜厚均一性は３０ｎｍから５０ｎ
ｍまで改善することが可能であった。
【００５８】［第４の実施形態］本実施形態では、被処
理基板に対して溶剤の気化熱によって生じる温度分布を
補正せずに液状膜を形成した後、液状膜中の溶媒を除去
する工程において、前記液状膜に含まれる溶媒の揮発に
よる気化熱によって生じる前記液状膜の温度分布を補正
を行って表面が平坦なレジスト膜を形成する成膜方法並
びに成膜装置について説明する。
【００５９】先ず、液状膜中の溶媒を揮発させるための
成膜措置について説明する。図１０は、本発明の第４の
実施形態に係わる成膜装置の概略構成を示す図である。
図１０（ａ）に示すように、被処理基板が配置される図
示されない真空ポンプに接続された減圧チャンバ１０７
と、減圧チャンバ１０７内に配置された温度制御部１０
３とから構成されている。
【００６０】温度制御部１０３は、プレート１０４と、
プレート１０４上に載置された熱拡散板１０５と、ギャ
ップ調整台１０６とから構成されている。プレート１０
４は、図１０（ｂ）に示すように、本装置のプレート１
０４は、図１０に示すように、被処理基板２０の中央部
を加熱する円形のプレート１０４ｂと、塗布開始側端部
に温度勾配をプレートの周囲を囲う二つの半リング状の
プレート１０４ａ，１０４ｃとから構成されている。そ
れぞれのプレート１０４ａ〜１０４ｃは、独立に温度制
御を行うことができるようになっている。つまり、被処
理基板２０の面内の温度分布を変化させる構成となって
いる。
【００６１】なお、被処理基板２０に対して熱勾配をス
ムーズ、且つ均一に与えるために、プレート１０４の上
面を覆う熱拡散板１５を配置すると共に、熱拡散板１５
上にギャップ調整台１０６を設置し、ギャップ調整台１
０６上に被処理基板２０が載置されている。
【００６２】次に、実際の成膜方法について説明する。
先ず、被処理基板に対してレジスト剤の気化熱による温
度分布を補正せずに、極細ノズル（φ３０μｍ）を被加
工基板上でｙ方向に速度２ｍ／ｓで往復運動させると共
にｘ方向に被加工基板２０を０．３ｍｍピッチでｘ方向
に移動させ、極細ノズルからレジスト剤を洗浄に滴下し
て液状膜を形成した。
【００６３】次に、液状膜が形成された被処理基板２０
を減圧用チャンバ１０７内のギャップ調整台１０６上に
載置した。そして、図１１に示すように、塗り始め端部
５ｍｍ（２３．５℃）に対して塗布方向に−０．１℃／
ｍｍ温度勾配を与え、中央部の温度を２３℃と一定に
し、塗り終わり端部５ｍｍに対して−０．２℃／ｍｍの
温度勾配を被処理基板２０に与えた。そして、上記温度
勾配を与えつつ、減圧用チャンバ１０７内の圧力を−２
６６Ｐａ／ｓｅｃのレートでレジスト剤の蒸気圧と等し
い圧力であるおおよそ１３３Ｐａになるまで減圧し、７
０秒間その圧力を維持し、液膜中の溶剤を除去した。そ
の後、減圧用チャンバ１０７内の圧力を＋５３２０Ｐａ
／ｓｅｃの加圧速度で大気圧に戻し、被加工基板２０を
減圧用チャンバ１０７から取り出した。
【００６４】次に、１４０℃のホットプレート上に被加
工基板２０を載置して６０秒間ベーキング処理を行い、
最終的なレジスト膜の安定化を行った。
【００６５】以上の成膜方法で形成されたレジスト膜の
膜厚分布を図１２に示す。参考例として、液状膜の成膜
工程並びに溶媒の除去工程で溶剤の気化熱によって生じ
る温度分布を補正せず与えずに形成したレジスト膜の膜
厚分布を示す。
【００６６】溶剤の気化熱によって生じる温度分布を補
正を行わなかったレジスト膜の膜厚均一性は６００ｎｍ
であったが、本実施形態のように、溶剤の気化熱によっ
て生じる温度分布を補正して溶剤の除去を行うことによ
って、膜厚均一性が４．５ｎｍまで大幅に改善すること
ができた。
【００６７】なお、本実施形態において、プレートの分
割形状は、図１０（ｂ）に示した形状に限らず、図１
（ｂ）に示すプレートも用いることが可能である。
【００６８】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。例えば、薬液吐出ノズルのノズル径
は、３０μｍに限るものではなく、使用する薬液、ター
ゲット膜厚によりノズル径を適宜設定しても良い。ま
た、ノズル数も一つに限るものではなく、複数個のノズ
ルを用意しても良い。複数個のノズルを用意した場合、
複数の液体吐出ノズルの配置（間隔）は適当でも良い
が、チップ間隔に対応させてもよい。
【００６９】また、ノズル形状は、円形に限るものでは
なく、例えばスリット型のノズルであっても良い。ま
た、被処理基板をスキャンピッチ方向に移動させたが、
ノズル自身がピッチ方向に移動して塗布を行っても良
く、スキャン速度も２ｍ／ｓｅｃに限るものではない。
また、相対的な移動方向は、上記実施形態に限るもので
はなく、例えばノズルから吐出された薬液が螺旋を描く
ように移動させても良い。
【００７０】また、塗布薬液としては、レジスト剤に限
るものではなく、他のレジスト剤或いは反射防止剤、有
機系酸化剤、或いは導電膜を形成するための溶剤などを
用いることも可能である。また、配線材料として金属ペ
ーストを用いた成膜に対しても適用可能である。
【００７１】また、分割するプレートの数は、３個に限
るものではなく、より高精度な温度制御が必要な場合、
３つ以上に設定しても良く、設定温度も適宜変えても良
い。また、減圧乾燥条件、ベーキング条件も上述した条
件に限るものではなく、使用する薬液条件により適宜設
定することが可能である。
【００７２】また、薬液の広がり量の調整は、該薬液中
に含まれる固形分量，該薬液の粘度或いは吐出速度，又
は被処基板或いは薬液吐出ノズルの移動速度を調整する
ことによって行うことができる。
【００７３】その他、本発明は、その要旨を逸脱しない
範囲で、種々変形して実施することが可能である。
【００７４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、前
記気化熱によって生じる面内の温度分布を補正する温度
分布を有する被処理基板に対して液状膜を形成すること
によって、面内の膜厚不均一を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係わる塗布装置の概略構成を
示す図。
【図２】被処理基板のスキャンピッチ方向の温度分布を
示す図。
【図３】レジスト膜のスキャンピッチ方向の膜厚分布を
示す図。
【図４】第２の実施形態に係わる塗布装置の概略構成を
示す図。
【図５】被処理基板のスキャンピッチ方向の温度分布を
示す図。
【図６】レジスト膜のスキャンピッチ方向の膜厚分布を
示す図。
【図７】第３の実施形態に係わるレジスト剤の塗布方法
を示す図。
【図８】第３の実施形態に係わる被処理基板のスキャン
ピッチ方向の温度分布を示す図。
【図９】レジスト膜のスキャンピッチ方向の膜厚分布を
示す図。
【図１０】第４の実施形態に係わる溶剤の除去を行う成
膜装置の概略構成を示す図。
【図１１】第４の実施形態に係わる被処理基板のスキャ
ンピッチ方向の温度分布を示す図。
【図１２】レジスト膜のスキャンピッチ方向の膜厚分布
を示す図。
【符号の説明】
１１…薬液 １２…薬液吐出ノズル １３…温度制御部 １４，４４…プレート １５…熱拡散板 ２０…被処理基板 ２１…液膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H025 AA18 AB16 EA05 4D075 AC08 AC88 AC96 BB56Z BB93Z CA48 DA08 EA07 EA45 EA60 4F042 AA02 BA19 BA25 DC01 DC03 5F046 JA04 JA24

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被処理基板に対して、該基板上で一定量広
    がるように調整され，溶媒に固形分が添加された薬液を
    滴下ノズルから滴下し、滴下された該液体を該基板上に
    留めつつ、前記滴下ノズルと前記被処理基板とを相対的
    に移動させて該基板の滴下開始部から滴下終了部にかけ
    て液体を滴下させて、前記被処理基板上に表面が平坦な
    液状膜を形成する工程と、前記液状膜中の溶媒を除去し
    て塗布膜の形成を行う工程とを含むことを特徴とする成
    膜方法。
  2. 【請求項２】前記液状膜の形成は、前記液状膜に含まれ
    る溶媒の揮発による気化熱によって生じる前記液状膜の
    温度分布を補正するように、前記被処理基板に対して加
    熱或いは冷却を行いつつ、行うことを特徴とする請求項
    １に記載の成膜方法。
  3. 【請求項３】被処理基板に対して、該基板上で一定量広
    がるように調整され，溶媒に固形分が添加された薬液を
    滴下ノズルから滴下し、滴下された該液体を該基板上に
    留めつつ、前記滴下ノズルと前記被処理基板とを相対的
    に移動させて該基板の滴下開始部から滴下終了部にかけ
    て液体を滴下させて、前記被処理基板上に液状膜を形成
    する工程と、前記液状膜中の溶媒を除去して表面が平坦
    な塗布膜の形成を行う工程とを含む液状膜の成膜方法。
  4. 【請求項４】前記液状膜中の溶媒除去は、前記液状膜に
    含まれる溶媒の揮発による気化熱によって生じる前記液
    状膜の温度分布を補正するように、前記被処理基板に対
    して加熱或いは冷却を行いつつ、行われることを特徴と
    する請求項３に記載の成膜方法。
  5. 【請求項５】前記被処理基板の滴下開始部の温度が、該
    被処理基板の滴下終了部の温度より高くなるように、前
    記被処理基板に対して加熱或いは冷却を行うことを特徴
    とする請求項２又は４に記載の成膜方法。
  6. 【請求項６】前記被処理基板の外周部の温度が滴下開始
    部から滴下終了部にかけて単調に低下すると共に、該基
    板の前記外周部の内側の温度はほぼ一定の温度となるよ
    うに、前記被処理基板に対して加熱或いは冷却を行い、 該ほぼ一定の温度は、滴下開始部の温度より低く、且つ
    滴下終了部の温度より高い温度であることを特徴とする
    請求項２又は４に記載の成膜方法。
  7. 【請求項７】前記被処理基板の滴下開始部と滴下終了部
    との間の領域の温度勾配が無くなるように、前記被処理
    基板に対して加熱或いは冷却を行うことを特徴とする請
    求項２又は４に記載の成膜方法。
  8. 【請求項８】前記被処理基板の滴下終了部の温度勾配が
    該被処理基板部の滴下開始部の温度勾配より大きくなる
    ように、前記被処理基板に対して加熱或いは冷却を行う
    ことを特徴とする請求項２又は４に記載の成膜方法。
  9. 【請求項９】前記被処理基板の中央部の温度より、被処
    理基板の両端部の温度が低くなるように、前記被処理基
    板に対して加熱或いは冷却を行うことを特徴とする請求
    項２又は４に記載の成膜方法。
  10. 【請求項１０】前記滴下開始部は被処理基板中央部であ
    り、且つ滴下終了部は被処理基板端部であり、 前記液状膜の形成は、被処理基板中央部から一方の被処
    理基板端部にかけて薬液の滴下を行う工程と、被処理基
    板中央部から他方の被処理基板端部にかけて薬液の滴下
    を行う工程とを含んで行われることを特徴とする請求項
    １又は３に記載の成膜方法。
  11. 【請求項１１】前記薬液が、レジスト剤、反射防止膜
    剤、酸化膜剤、強誘電体膜剤であることを特徴とする請
    求項１又は３に記載の成膜方法。
  12. 【請求項１２】前記被処理基板に対して薬液を供給する
    滴下ノズルと、 前記被処理基板と前記滴下ノズルとを相対的に移動させ
    る駆動部と、 前記被処理基板が載置され、前記被処理基板前記薬液の
    滴下開始部から滴下終了部に対して温度分布を与える温
    度制御部とを具備してなることを特徴とする成膜装置。
  13. 【請求項１３】前記温度制御部は、吸熱又は発熱を行
    い、それぞれの温度が独立に制御される複数のプレート
    から構成された吸・発熱部と、この吸・発熱部上に設け
    られた熱拡散板とを具備してなることを特徴とする請求
    項１２に記載の成膜装置。
  14. 【請求項１４】前記温度制御部は、前記被処理基板の外
    周部の複数の領域の温度をそれぞれ独立に制御する複数
    の外周プレートと、前記外周部の内側の中央部の温度を
    独立に制御する中央プレートと、前記外周プレート及び
    中央プレートの上に設けられた熱拡散板と、この熱拡散
    板上に設けられ、前記被処理基板が載置されて該熱拡散
    板と被処理基板との間に空隙を設けるギャップ調整台と
    を具備してなることを特徴とする請求項１２に記載の成
    膜装置。
  15. 【請求項１５】前記温度制御部は、前記被処理基板の外
    周部の複数の領域の温度をそれぞれ独立に制御する複数
    の外周プレートと、前記外周プレート及び中央プレート
    の上に設けられた熱拡散板と、この熱拡散板上に設けら
    れ、前記被処理基板が載置されて該熱拡散板と被処理基
    板との間に空隙を設けるギャップ調整台とを具備してな
    ることを特徴とする請求項１２に記載の成膜装置。
  16. 【請求項１６】被処理基板が載置され、前記被処理基板
    前記薬液の滴下開始部から滴下終了部に対して温度分布
    を与える温度制御部と、 前記被処理基板及び温度制御部が内部に収納され、真空
    ポンプに接続される減圧チャンバとを具備してなること
    を特徴とする減圧乾燥装置。
  17. 【請求項１７】前記温度制御部は、吸熱又は発熱を行
    い、それぞれの温度が独立に制御される複数のプレート
    から構成された吸・発熱部と、この吸・発熱部上に設け
    られた熱拡散板と、この熱拡散板上に設けられ、前記被
    処理基板が載置されて該熱拡散板と被処理基板との間に
    空隙を設けるギャップ調整台と具備してなることを特徴
    とする請求項１６に記載の減圧乾燥装置。
  18. 【請求項１８】前記温度制御部は、前記被処理基板の外
    周部の複数の領域の温度をそれぞれ独立に制御する複数
    の外周プレートと、前記外周部の内側の中央部の温度を
    独立に制御する中央プレートと、前記外周プレート及び
    中央プレートの上に設けられた熱拡散板と、この熱拡散
    板上に設けられ、前記被処理基板が載置されて該熱拡散
    板と被処理基板との間に空隙を設けるギャップ調整台と
    を具備してなることを特徴とする請求項１６に記載の減
    圧乾燥装置。
  19. 【請求項１９】前記温度制御部は、前記被処理基板の外
    周部の複数の領域の温度をそれぞれ独立に制御する複数
    の外周プレートと、前記外周プレート及び中央プレート
    の上に設けられた熱拡散板と、この熱拡散板上に設けら
    れ、前記被処理基板が載置されて該熱拡散板と被処理基
    板との間に空隙を設けるギャップ調整台とを具備してな
    ることを特徴とする請求項１６に記載の減圧乾燥装置。
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