JP2003236799A - スプレーコーティングによるレジスト膜の成膜方法とこれを実施したレジスト膜の成膜装置 - Google Patents
スプレーコーティングによるレジスト膜の成膜方法とこれを実施したレジスト膜の成膜装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スプレーコーティングによって立体構造を持
つサンプル上に形成されるレジスト膜には、凸部での切
れは生じていないが多数の穴が空いており、そのままフ
ォトリソグラフィの後工程に利用できない膜質となる問
題が多々生じる。サンプルが大面積化したり、凹凸が深
く急峻で狭い構造を含むようになると、切れも穴も生じ
ない状態でレジストを塗ることは困難になる。 【解決手段】 本発明は、立体構造を持つサンプル上に
スプレーコーティングにより成膜した後、一定時間置い
てサンプル上のレジスト剤の拡散移動を促す処置を実行
することによって、サンプルのレジスト膜に含まれる微
小な穴や膜厚の局所的な不均一を修正してリソグラフィ
加工への使用を可能にしたものである。
つサンプル上に形成されるレジスト膜には、凸部での切
れは生じていないが多数の穴が空いており、そのままフ
ォトリソグラフィの後工程に利用できない膜質となる問
題が多々生じる。サンプルが大面積化したり、凹凸が深
く急峻で狭い構造を含むようになると、切れも穴も生じ
ない状態でレジストを塗ることは困難になる。 【解決手段】 本発明は、立体構造を持つサンプル上に
スプレーコーティングにより成膜した後、一定時間置い
てサンプル上のレジスト剤の拡散移動を促す処置を実行
することによって、サンプルのレジスト膜に含まれる微
小な穴や膜厚の局所的な不均一を修正してリソグラフィ
加工への使用を可能にしたものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スプレーコーティ
ングによるレジスト膜の成膜方法とこれを実施したレジ
スト膜の成膜装置に関する。本発明のスプレーコーティ
ングによるレジスト膜の成膜方法とこれを実施したレジ
スト膜の成膜装置は、立体構造を持つサンプル上にスプ
レーコーティングにより成膜したレジスト膜に含まれる
微小な穴や膜厚の局所的な不均一を修正して膜厚の均一
化を図ることを目的としたものである。
ングによるレジスト膜の成膜方法とこれを実施したレジ
スト膜の成膜装置に関する。本発明のスプレーコーティ
ングによるレジスト膜の成膜方法とこれを実施したレジ
スト膜の成膜装置は、立体構造を持つサンプル上にスプ
レーコーティングにより成膜したレジスト膜に含まれる
微小な穴や膜厚の局所的な不均一を修正して膜厚の均一
化を図ることを目的としたものである。
【0002】
【従来の技術】半導体微細加工技術はＳｉウェーハのよ
うな平面を基本的に対象としているのに対し、マイクロ
マシニングは深い凹凸を持ったより立体的な構造が製作
できるように発展している。高機能なデバイスを実現す
るにはエッチングによって平面から作り出す深い構造だ
けでなく、複雑な凹凸を持った立体構造が求められる。
例えば、光システムを集積化する際には、立体構造の中
に光が通る光路を確保した上で素子を配置する必要があ
る。立体構造を持つサンプルを加工する際の最初で最大
の問題は、レジストの成膜である。すなわち、深い凹凸
があっても、任意の形状のバターン転写を実現できるよ
うな薄く、切れのない、均一なレジスト膜をサンプル表
面に成膜する必要がある。フォトリソグラフィは多くの
実績ある高度に発展した技術であり、加工歪が少なく、
一括で大量生産が可能という機械加工には無い長所をも
っている。そのレジストの成膜に広く使用されているス
ピンコート法は、平面状のウェーハに遠心力と粘性力の
バランスによって均一な膜を得るようにしている。サン
プルの凹凸は表面に対するこれら２つの力の方向を変え
てしまうため、スピンコート法を適応しても形状に依存
して膜厚が変化し、凸部ではレジスト膜に切れが生じ、
凹部ではレジスト溜りが生じる。このためにスピンコー
ト法は立体的な形状を持つワークには運用できず、この
加工技術を適用できるのはほぼ平面形状をもつサンプル
に限られていた。
うな平面を基本的に対象としているのに対し、マイクロ
マシニングは深い凹凸を持ったより立体的な構造が製作
できるように発展している。高機能なデバイスを実現す
るにはエッチングによって平面から作り出す深い構造だ
けでなく、複雑な凹凸を持った立体構造が求められる。
例えば、光システムを集積化する際には、立体構造の中
に光が通る光路を確保した上で素子を配置する必要があ
る。立体構造を持つサンプルを加工する際の最初で最大
の問題は、レジストの成膜である。すなわち、深い凹凸
があっても、任意の形状のバターン転写を実現できるよ
うな薄く、切れのない、均一なレジスト膜をサンプル表
面に成膜する必要がある。フォトリソグラフィは多くの
実績ある高度に発展した技術であり、加工歪が少なく、
一括で大量生産が可能という機械加工には無い長所をも
っている。そのレジストの成膜に広く使用されているス
ピンコート法は、平面状のウェーハに遠心力と粘性力の
バランスによって均一な膜を得るようにしている。サン
プルの凹凸は表面に対するこれら２つの力の方向を変え
てしまうため、スピンコート法を適応しても形状に依存
して膜厚が変化し、凸部ではレジスト膜に切れが生じ、
凹部ではレジスト溜りが生じる。このためにスピンコー
ト法は立体的な形状を持つワークには運用できず、この
加工技術を適用できるのはほぼ平面形状をもつサンプル
に限られていた。
【0003】これを回避するために現在検討されつつあるの
がスプレーコーティングで、レジストを微粒子の形でサ
ンプル表面上に運びレジスト膜を形成する方法である。
スプレーコーティングは、図６に示すように、スプレー
ヘット７０に、レジストの供給パイプ４０よりりシンナ
ーを含むレジストを、又圧縮空気の供給パイプ６０より
圧縮空気を供給することにより、スプレーヘット７０よ
りシンナーを含むレジストの粒子が霧状に噴霧され、サ
ンプル２０の表面にレジスト粒子が推積して膜される。
スプレーコーティングにより形成されたレジストの膜の
表面の写真を図７に示す。図７の写真は水平面でのレジ
スト膜の状態である。この条件では水平面のフラットな
部分で穴が多数空いた膜しか得られない。逆に、平面部
分で穴が空かないように条件を決めると、壁面において
穴やコーナ部でレジストが付かない状況に陥る場合があ
る。スプレーコーティングではレジスト材は微粒子の形
でサンプル表面上付着するために、スプレーコティング
直後のレジスト膜の表面の状態は図７に示すようにレジ
スト微粒子のランダムか付着に起因する凹凸が生じ、局
所的に不均一な膜厚が形成され膜中に穴が生じることが
ある。レジストの量を多くすれば、膜中に穴が生じる確
率は減少するが、レジスト膜のいたずらな厚膜化は露光
・現像条件のむらの原因となりオーバー露光の条件にせ
ざるをえず、転写できるパターン幅を太くしたり、また
複数回に分けて重ね塗りした膜同士の密着力が弱いため
に現像中に流れてしわを生じてしまう。スプレーコーテ
ィングは基本的に非平衡の状態を利用するため、安定性
や再現性のコントロールが困難である。
がスプレーコーティングで、レジストを微粒子の形でサ
ンプル表面上に運びレジスト膜を形成する方法である。
スプレーコーティングは、図６に示すように、スプレー
ヘット７０に、レジストの供給パイプ４０よりりシンナ
ーを含むレジストを、又圧縮空気の供給パイプ６０より
圧縮空気を供給することにより、スプレーヘット７０よ
りシンナーを含むレジストの粒子が霧状に噴霧され、サ
ンプル２０の表面にレジスト粒子が推積して膜される。
スプレーコーティングにより形成されたレジストの膜の
表面の写真を図７に示す。図７の写真は水平面でのレジ
スト膜の状態である。この条件では水平面のフラットな
部分で穴が多数空いた膜しか得られない。逆に、平面部
分で穴が空かないように条件を決めると、壁面において
穴やコーナ部でレジストが付かない状況に陥る場合があ
る。スプレーコーティングではレジスト材は微粒子の形
でサンプル表面上付着するために、スプレーコティング
直後のレジスト膜の表面の状態は図７に示すようにレジ
スト微粒子のランダムか付着に起因する凹凸が生じ、局
所的に不均一な膜厚が形成され膜中に穴が生じることが
ある。レジストの量を多くすれば、膜中に穴が生じる確
率は減少するが、レジスト膜のいたずらな厚膜化は露光
・現像条件のむらの原因となりオーバー露光の条件にせ
ざるをえず、転写できるパターン幅を太くしたり、また
複数回に分けて重ね塗りした膜同士の密着力が弱いため
に現像中に流れてしわを生じてしまう。スプレーコーテ
ィングは基本的に非平衡の状態を利用するため、安定性
や再現性のコントロールが困難である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】立体構造を持つサンプ
ル上に、スプレーコーティングによって形成されたレジ
スト膜には、レジストの微粒子に起因する凹凸が生じ、
局所的に不均一な膜厚が形成され膜中に穴が生じること
もあるため、そのままではフォトリソグラフィ加工に利
用できない。特に、サンプルが大面積化したり、凹凸が
深く急峻で狭い構造を含むようになると、切れも穴も生
じないようにレジストを塗ることは困難になる。このた
め、立体構造を持つサンプル上に、レジスト膜をリソグ
ラフィが可能なまでに安定に形成する技術の実現が求め
られている。
ル上に、スプレーコーティングによって形成されたレジ
スト膜には、レジストの微粒子に起因する凹凸が生じ、
局所的に不均一な膜厚が形成され膜中に穴が生じること
もあるため、そのままではフォトリソグラフィ加工に利
用できない。特に、サンプルが大面積化したり、凹凸が
深く急峻で狭い構造を含むようになると、切れも穴も生
じないようにレジストを塗ることは困難になる。このた
め、立体構造を持つサンプル上に、レジスト膜をリソグ
ラフィが可能なまでに安定に形成する技術の実現が求め
られている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、立体構造を持
つサンプル上にスプレーコーティングにより成膜した
後、ある時間置いてサンプル上のレジスト剤の拡散移動
を促す処置を実行することによって、サンプルのレジス
ト膜に含まれる微小な穴や膜厚の局所的な不均一を修正
して膜厚の均一化を図り膜改質を行うようにしたレジス
ト膜の成膜方法とこれを実施したレジスト膜の成膜装置
を実現することにより、問題を解決したものである。本
発明のサンプル上のレジスト剤の拡散移動を促す処置と
しては、サンプルをシンナー蒸気を多量に含む雰囲気中
にある時間置いてレジスト剤の拡散移動を促す方法、サ
ンプルの膜上に新たに乾燥速度の遅いレジスト溶液を塗
布してサンプルをある時間置くことでレジスト剤の拡散
移動を促す方法、サンプルの設定温度を低く抑え乾燥が
遅くなった条件で更にサンプル上にスプレーコーティン
グにより膜を形成してレジスト剤の拡散移動を促す方
法、等の各種の方法が行われる。本発明のスプレーコー
ティングによるレジスト膜の成膜方法とこれを実施した
レジスト膜の成膜装置では、リソグラフィ加工に利用で
きないようなレジストの膜質であっても、後処理によっ
て膜質を改善してリソグラフィ加工への使用を可能にす
ることが出来る。
つサンプル上にスプレーコーティングにより成膜した
後、ある時間置いてサンプル上のレジスト剤の拡散移動
を促す処置を実行することによって、サンプルのレジス
ト膜に含まれる微小な穴や膜厚の局所的な不均一を修正
して膜厚の均一化を図り膜改質を行うようにしたレジス
ト膜の成膜方法とこれを実施したレジスト膜の成膜装置
を実現することにより、問題を解決したものである。本
発明のサンプル上のレジスト剤の拡散移動を促す処置と
しては、サンプルをシンナー蒸気を多量に含む雰囲気中
にある時間置いてレジスト剤の拡散移動を促す方法、サ
ンプルの膜上に新たに乾燥速度の遅いレジスト溶液を塗
布してサンプルをある時間置くことでレジスト剤の拡散
移動を促す方法、サンプルの設定温度を低く抑え乾燥が
遅くなった条件で更にサンプル上にスプレーコーティン
グにより膜を形成してレジスト剤の拡散移動を促す方
法、等の各種の方法が行われる。本発明のスプレーコー
ティングによるレジスト膜の成膜方法とこれを実施した
レジスト膜の成膜装置では、リソグラフィ加工に利用で
きないようなレジストの膜質であっても、後処理によっ
て膜質を改善してリソグラフィ加工への使用を可能にす
ることが出来る。
【0006】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のスプレーコーテ
ィングによるレジスト膜の成膜方法を実施したレジスト
膜の成膜装置の一実施例の構成を示した説明図である。
図１において、１０は密閉可能な容器である。２０はス
プレーコーティングによってレジスト膜を付けられたサ
ンプルである。２１はサンプル２０の表面に形成された
レジスト膜である。サンプル２０のレジスト膜２１は、
図６に示す従来のスプレーコーティングにより形成され
たものである。レジスト膜２１の表面は、図７に示すよ
うにレジストの微粒子に起因する凹凸が生じ、局所的に
不均一な膜厚が形成されており、レジスト膜に穴が生じ
ている場所がある。３０はレジスト用のシンナーを入れ
た小瓶である。スプレーコーティングによってレジスト
膜を付けられたサンプル２０は、レジスト膜をプリベー
キングする前に、容器１０内にレジストの溶剤であるシ
ンナーを入れた小瓶３０と一緒に数時間保持される。こ
の結果、サンプル２０のレジスト膜２１は、小瓶３０か
ら出るシンナーの蒸気によって、容器１０内のシンナー
蒸気圧と共にレジストの流動性が高められる。
ィングによるレジスト膜の成膜方法を実施したレジスト
膜の成膜装置の一実施例の構成を示した説明図である。
図１において、１０は密閉可能な容器である。２０はス
プレーコーティングによってレジスト膜を付けられたサ
ンプルである。２１はサンプル２０の表面に形成された
レジスト膜である。サンプル２０のレジスト膜２１は、
図６に示す従来のスプレーコーティングにより形成され
たものである。レジスト膜２１の表面は、図７に示すよ
うにレジストの微粒子に起因する凹凸が生じ、局所的に
不均一な膜厚が形成されており、レジスト膜に穴が生じ
ている場所がある。３０はレジスト用のシンナーを入れ
た小瓶である。スプレーコーティングによってレジスト
膜を付けられたサンプル２０は、レジスト膜をプリベー
キングする前に、容器１０内にレジストの溶剤であるシ
ンナーを入れた小瓶３０と一緒に数時間保持される。こ
の結果、サンプル２０のレジスト膜２１は、小瓶３０か
ら出るシンナーの蒸気によって、容器１０内のシンナー
蒸気圧と共にレジストの流動性が高められる。
【0007】この作用によってサンプル２０のスプレーコー
ティングで形成された局所的に不均一な膜厚を持つレジ
スト膜２１は、レジストの流動性が高められることによ
り、表面張力や拡散の効果でサンプル表面上を流れる。
この動きは非常に遅いものである。これにより、サンプ
ル２０上のレジストが局所的に過剰に付いた部分から欠
乏している穴の部分に、レジストを拡散移動させて膜改
質が行われる。サンプル２０を長時間この状態で放置す
るとレジストは凸部で切れてしまうが、もともとのレジ
スト膜が凸部でも十分付いていると、レジスト膜が切れ
る段階に至る前に微小な穴は塞がり改質処理を止めるこ
とが出来る。この手法によりサンプル表面上に穴や切れ
を持たない、均一で滑らかなレジスト膜を形成すること
ができる。図１の実施例の、スプレーコーティングによ
るレジスト膜の成膜方法を実施して改質処理を行ったレ
ジスト膜の表面の写真を図５に示す。図５の写真は、図
６に示す従来のスプレーコーティングにより形成された
膜を２時間シンナー雰囲気中に保持して得た膜である。
倍率は同じである。図５のレジスト膜と図７のレジスト
膜とを比較するとレジスト膜の改質がおこなわれたこと
が明らかで、図７で見られた穴が全て塞がっている。こ
の膜をプリベーキングしてパターニングに利用すること
が可能である。
ティングで形成された局所的に不均一な膜厚を持つレジ
スト膜２１は、レジストの流動性が高められることによ
り、表面張力や拡散の効果でサンプル表面上を流れる。
この動きは非常に遅いものである。これにより、サンプ
ル２０上のレジストが局所的に過剰に付いた部分から欠
乏している穴の部分に、レジストを拡散移動させて膜改
質が行われる。サンプル２０を長時間この状態で放置す
るとレジストは凸部で切れてしまうが、もともとのレジ
スト膜が凸部でも十分付いていると、レジスト膜が切れ
る段階に至る前に微小な穴は塞がり改質処理を止めるこ
とが出来る。この手法によりサンプル表面上に穴や切れ
を持たない、均一で滑らかなレジスト膜を形成すること
ができる。図１の実施例の、スプレーコーティングによ
るレジスト膜の成膜方法を実施して改質処理を行ったレ
ジスト膜の表面の写真を図５に示す。図５の写真は、図
６に示す従来のスプレーコーティングにより形成された
膜を２時間シンナー雰囲気中に保持して得た膜である。
倍率は同じである。図５のレジスト膜と図７のレジスト
膜とを比較するとレジスト膜の改質がおこなわれたこと
が明らかで、図７で見られた穴が全て塞がっている。こ
の膜をプリベーキングしてパターニングに利用すること
が可能である。
【0008】図２は、本発明のスプレーコーティングによる
レジスト膜の成膜方法の他の方法を実施したレジスト膜
の成膜装置の構成を示す説明図である。図２のレジスト
膜の成膜装置は、レジストの成膜が終了してから、シン
ナーのみをサンプル表面にスプレーして保持する方法を
実施したものである。図２において、図１と同一の部分
に同一の符合を付けてその説明を省略する。図２におい
て、４０はレジストの供給パイプ、５０はシンナーの供
給パイプ、６０は圧縮空気（又は窒素）の供給パイプで
ある。４１，５１はバルブである。７０はスプレーヘッ
ドである。５３はサンプル２０上に形成されたシンナー
の膜である。５２はシンナー粒子を示す。レジストの供
給パイプ４０はバルブ４１を介してスプレーヘット７０
に接続されいる。シンナーの供給パイプ５０はバルブ５
１を介してスプレーヘット７０に接続されいいる。圧縮
空気（又は窒素）の供給パイプ６０はスプレーヘット７
０に接続されいいる。最初の、サンプル２０の表面にス
プレーによりレジスト膜２１を形成する工程において
は、レジストの供給パイプ４０のバルブ４１が開かれ、
シンナーの供給パイプ５０のバルブ５１はシンナーによ
ってレジスト溶液を所定の割合で薄める量供給するよう
な比率で開かれている。又は、供給するレジストを元々
シンナーで薄めておいてバルブ５１は閉じていても良
い。この状態において、圧縮空気（又は窒素）の供給パ
イプ６０より圧縮空気（又は窒素）を供給することによ
り、スプレーヘット７０よりシンナーによって薄めたレ
ジストの粒子が霧状に噴霧されサンプル２０の表面にレ
ジストの粒子の膜２１が形成される。このレジストの膜
２１の表面は図７に示すようにレジストの微粒子に起因
する凹凸が生じ、局所的に不均一な膜厚が形成されてお
り、レジスト膜２１に穴が生じている場所がある。
レジスト膜の成膜方法の他の方法を実施したレジスト膜
の成膜装置の構成を示す説明図である。図２のレジスト
膜の成膜装置は、レジストの成膜が終了してから、シン
ナーのみをサンプル表面にスプレーして保持する方法を
実施したものである。図２において、図１と同一の部分
に同一の符合を付けてその説明を省略する。図２におい
て、４０はレジストの供給パイプ、５０はシンナーの供
給パイプ、６０は圧縮空気（又は窒素）の供給パイプで
ある。４１，５１はバルブである。７０はスプレーヘッ
ドである。５３はサンプル２０上に形成されたシンナー
の膜である。５２はシンナー粒子を示す。レジストの供
給パイプ４０はバルブ４１を介してスプレーヘット７０
に接続されいる。シンナーの供給パイプ５０はバルブ５
１を介してスプレーヘット７０に接続されいいる。圧縮
空気（又は窒素）の供給パイプ６０はスプレーヘット７
０に接続されいいる。最初の、サンプル２０の表面にス
プレーによりレジスト膜２１を形成する工程において
は、レジストの供給パイプ４０のバルブ４１が開かれ、
シンナーの供給パイプ５０のバルブ５１はシンナーによ
ってレジスト溶液を所定の割合で薄める量供給するよう
な比率で開かれている。又は、供給するレジストを元々
シンナーで薄めておいてバルブ５１は閉じていても良
い。この状態において、圧縮空気（又は窒素）の供給パ
イプ６０より圧縮空気（又は窒素）を供給することによ
り、スプレーヘット７０よりシンナーによって薄めたレ
ジストの粒子が霧状に噴霧されサンプル２０の表面にレ
ジストの粒子の膜２１が形成される。このレジストの膜
２１の表面は図７に示すようにレジストの微粒子に起因
する凹凸が生じ、局所的に不均一な膜厚が形成されてお
り、レジスト膜２１に穴が生じている場所がある。
【0009】次に、サンプル２０のレジスト膜２１にスプレ
ーによりシンナーをスプレーして膜改質を行う工程にお
いては、レジストの供給パイプ４０のバルブ４１が閉じ
られ、シンナーの供給パイプ５０のバルブ５１が開かれ
る。この状態において、圧縮空気（又は窒素）の供給パ
イプ６０より圧縮空気（又は窒素）を供給することによ
り、シンナーのみのラインが開かれスプレーヘット７０
より少量のシンナーの粒子５２が霧状に噴霧されサンプ
ル２０のレジスト膜２１の表面にシンナーの膜５３が形
成される。シンナーが表面に付いた状態で一定時間置く
ことでレジストの拡散移動を促す。長時間この状態で放
置するとレジストは凸部で切れてしまうが、もともとの
レジスト膜圧が凸部でも十分付いていると、レジスト膜
が切れる段階に至る前に微小な穴は塞がり、改質処理を
止めることができる。この手法で図５に示すようなサン
プル表面上に穴や切れを持たない、均一で滑らかなレジ
スト膜を形成することができる。尚、同じ効果は別のス
プレーヘッドを用意したり、サンプルをスプレーコーテ
ィング装置から一端取り出した後にレジストの代わりに
シンナーをスプレーしても可能である。
ーによりシンナーをスプレーして膜改質を行う工程にお
いては、レジストの供給パイプ４０のバルブ４１が閉じ
られ、シンナーの供給パイプ５０のバルブ５１が開かれ
る。この状態において、圧縮空気（又は窒素）の供給パ
イプ６０より圧縮空気（又は窒素）を供給することによ
り、シンナーのみのラインが開かれスプレーヘット７０
より少量のシンナーの粒子５２が霧状に噴霧されサンプ
ル２０のレジスト膜２１の表面にシンナーの膜５３が形
成される。シンナーが表面に付いた状態で一定時間置く
ことでレジストの拡散移動を促す。長時間この状態で放
置するとレジストは凸部で切れてしまうが、もともとの
レジスト膜圧が凸部でも十分付いていると、レジスト膜
が切れる段階に至る前に微小な穴は塞がり、改質処理を
止めることができる。この手法で図５に示すようなサン
プル表面上に穴や切れを持たない、均一で滑らかなレジ
スト膜を形成することができる。尚、同じ効果は別のス
プレーヘッドを用意したり、サンプルをスプレーコーテ
ィング装置から一端取り出した後にレジストの代わりに
シンナーをスプレーしても可能である。
【0010】図３は、本発明のスプレーコーティングによる
レジスト膜の成膜方法の更に他の方法を実施したレジス
ト膜の成膜装置の構成を示す説明図である。図３のレジ
スト膜の成膜装置は、レジストスプレーコーティングに
おいて、後半の段階でシンナーを多量に含むレジスト微
粒子を塗布しておき、ある時間保持する方法を実施した
ものである。図３の実施例では、スプレーする溶液を２
種類用意する。一つは、速めに乾燥させて凸部でも切れ
なく成膜するためのシンナーを含むレジスト溶液であ
る。もう一つは、高い希釈率を持つシンナーを多く含む
レジスト溶液で、溶媒のシンナーを多量に含んでサンプ
ル表面上で膜が拡散移動するのを促す溶液である。図３
において、図１，図２と同一の部分に同一の符合を付け
てその説明を省略する。図３において、８０はシンナー
を含むレジストの供給パイプ、９０はシンナーを多量に
含むレジストの供給パイプ、９２はサンプル２０上に形
成されたシンナーを多量に含むレジストの膜である。９
１はシンナーを多量に含むレジストの粒子を示す。シン
ナーを含むレジストの供給パイプ８０はバルブ４１を介
してスプレーヘット７０に接続されいる。シンナーを多
量に含むレジストの供給パイプ９０はバルブ５１を介し
てスプレーヘット７０に接続されいる。圧縮空気（又は
窒素）の供給パイプ６０はスプレーヘット７０に接続さ
れいいる。
レジスト膜の成膜方法の更に他の方法を実施したレジス
ト膜の成膜装置の構成を示す説明図である。図３のレジ
スト膜の成膜装置は、レジストスプレーコーティングに
おいて、後半の段階でシンナーを多量に含むレジスト微
粒子を塗布しておき、ある時間保持する方法を実施した
ものである。図３の実施例では、スプレーする溶液を２
種類用意する。一つは、速めに乾燥させて凸部でも切れ
なく成膜するためのシンナーを含むレジスト溶液であ
る。もう一つは、高い希釈率を持つシンナーを多く含む
レジスト溶液で、溶媒のシンナーを多量に含んでサンプ
ル表面上で膜が拡散移動するのを促す溶液である。図３
において、図１，図２と同一の部分に同一の符合を付け
てその説明を省略する。図３において、８０はシンナー
を含むレジストの供給パイプ、９０はシンナーを多量に
含むレジストの供給パイプ、９２はサンプル２０上に形
成されたシンナーを多量に含むレジストの膜である。９
１はシンナーを多量に含むレジストの粒子を示す。シン
ナーを含むレジストの供給パイプ８０はバルブ４１を介
してスプレーヘット７０に接続されいる。シンナーを多
量に含むレジストの供給パイプ９０はバルブ５１を介し
てスプレーヘット７０に接続されいる。圧縮空気（又は
窒素）の供給パイプ６０はスプレーヘット７０に接続さ
れいいる。
【0011】最初の、サンプル２０の表面にスプレーにより
レジスト膜２１を形成する工程においては、シンナーを
含むレジストの供給パイプ８０のバルブ４１が開かれ、
シンナーを多量に含むレジストの供給パイプ９０のバル
ブ５１は閉じられている。この状態において、圧縮空気
（又は窒素）の供給パイプ６０より圧縮空気（又は窒
素）を供給することにより、スプレーヘット７０よりシ
ンナーを含むレジストの粒子が霧状に噴霧されスプレー
コーティングの最中に速めに乾燥させることにより成膜
し、サンプル２０の表面にレジスト粒子によって膜２１
が形成される。このレジストの膜２１の表面は図１１に
示すようにレジストの微粒子に起因する凹凸が生じ、局
所的に不均一な膜厚が形成されており、レジスト膜２１
に穴が生じている場所がある。次に、サンプル２０のレ
ジスト膜２１にスプレーによりシンナーを多量に含むレ
ジストをスプレーして膜改質を行う工程においては、シ
ンナーを含むレジストの供給パイプ８０のバルブ４１が
閉じられ、シンナーを多量に含むレジストの供給パイプ
９０のバルブ５１が開かれる。この状態において、圧縮
空気（又は窒素）の供給パイプ６０より圧縮空気（又は
窒素）を供給することにより、シンナーを多量に含むレ
ジストのラインがopenとなりスプレーヘット７０よりシ
ンナーを多量に含むレジストの粒子が霧状に噴霧されサ
ンプル２０のレジスト膜２１の表面にシンナーを多量に
含むレジストの膜９２が形成される。シンナーを多量に
含むレジストが表面に付いた状態で一定時間置くことで
レジストの拡散移動を促す。長時間この状態で放置する
とレジストは凸部で切れてしまうが、もともとのレジス
ト膜圧が凸部でも十分付いていると、レジスト膜が切れ
る段階に至る前に微小な穴は塞がり、改質処理を止める
ことができる。この手法で図５に示すようなサンプル表
面上に穴や切れを持たない、均一で滑らかなレジスト膜
を形成することができる。尚、同様の効果は別のスプレ
ーヘッドを用意したり、サンプルをスプレーコーティン
グ装置から一端取り出した後に高希釈率レジストをスプ
レーしても可能である。
レジスト膜２１を形成する工程においては、シンナーを
含むレジストの供給パイプ８０のバルブ４１が開かれ、
シンナーを多量に含むレジストの供給パイプ９０のバル
ブ５１は閉じられている。この状態において、圧縮空気
（又は窒素）の供給パイプ６０より圧縮空気（又は窒
素）を供給することにより、スプレーヘット７０よりシ
ンナーを含むレジストの粒子が霧状に噴霧されスプレー
コーティングの最中に速めに乾燥させることにより成膜
し、サンプル２０の表面にレジスト粒子によって膜２１
が形成される。このレジストの膜２１の表面は図１１に
示すようにレジストの微粒子に起因する凹凸が生じ、局
所的に不均一な膜厚が形成されており、レジスト膜２１
に穴が生じている場所がある。次に、サンプル２０のレ
ジスト膜２１にスプレーによりシンナーを多量に含むレ
ジストをスプレーして膜改質を行う工程においては、シ
ンナーを含むレジストの供給パイプ８０のバルブ４１が
閉じられ、シンナーを多量に含むレジストの供給パイプ
９０のバルブ５１が開かれる。この状態において、圧縮
空気（又は窒素）の供給パイプ６０より圧縮空気（又は
窒素）を供給することにより、シンナーを多量に含むレ
ジストのラインがopenとなりスプレーヘット７０よりシ
ンナーを多量に含むレジストの粒子が霧状に噴霧されサ
ンプル２０のレジスト膜２１の表面にシンナーを多量に
含むレジストの膜９２が形成される。シンナーを多量に
含むレジストが表面に付いた状態で一定時間置くことで
レジストの拡散移動を促す。長時間この状態で放置する
とレジストは凸部で切れてしまうが、もともとのレジス
ト膜圧が凸部でも十分付いていると、レジスト膜が切れ
る段階に至る前に微小な穴は塞がり、改質処理を止める
ことができる。この手法で図５に示すようなサンプル表
面上に穴や切れを持たない、均一で滑らかなレジスト膜
を形成することができる。尚、同様の効果は別のスプレ
ーヘッドを用意したり、サンプルをスプレーコーティン
グ装置から一端取り出した後に高希釈率レジストをスプ
レーしても可能である。
【0012】図４は、本発明のスプレーコーティングによる
レジスト膜の成膜方法の更に他の方法を実施したレジス
ト膜の成膜装置の構成を示す説明図である。図４のレジ
スト膜の成膜装置は、レジストスプレーコーティングに
おいて、レジスト膜の成膜の段階では従来と同様のレジ
スト希釈溶液を利用するが、レジスト膜の成膜の後半の
段階でサンプルの温度を低くすることによって、溶媒の
乾燥速度を遅くしてスプレーコーティングし、そのまま
何もせずにある時間保持する方法を実施したものであ
る。図４の実施例では、スプレーする溶液は１種類であ
る。図４において、図１，図２，図３と同一の部分に同
一の符合を付けてその説明を省略する。図４において、
６０は圧縮空気（又は窒素）の供給パイプである。７０
はスプレーヘットである。１００はサンプル２０を加熱
するヒーター、１１０はヒーター１００に供給する電力
を調整しヒーターの温度を調整する温度コントローラー
である。シンナーを含むレジストの供給パイプ４０はス
プレーヘット７０に接続されいいる。圧縮空気（又は窒
素）の供給パイプ６０はスプレーヘット７０に接続され
いいる。サンプル２０はヒーター１００によりレジスト
膜の成膜中加熱されるように設置されている。
レジスト膜の成膜方法の更に他の方法を実施したレジス
ト膜の成膜装置の構成を示す説明図である。図４のレジ
スト膜の成膜装置は、レジストスプレーコーティングに
おいて、レジスト膜の成膜の段階では従来と同様のレジ
スト希釈溶液を利用するが、レジスト膜の成膜の後半の
段階でサンプルの温度を低くすることによって、溶媒の
乾燥速度を遅くしてスプレーコーティングし、そのまま
何もせずにある時間保持する方法を実施したものであ
る。図４の実施例では、スプレーする溶液は１種類であ
る。図４において、図１，図２，図３と同一の部分に同
一の符合を付けてその説明を省略する。図４において、
６０は圧縮空気（又は窒素）の供給パイプである。７０
はスプレーヘットである。１００はサンプル２０を加熱
するヒーター、１１０はヒーター１００に供給する電力
を調整しヒーターの温度を調整する温度コントローラー
である。シンナーを含むレジストの供給パイプ４０はス
プレーヘット７０に接続されいいる。圧縮空気（又は窒
素）の供給パイプ６０はスプレーヘット７０に接続され
いいる。サンプル２０はヒーター１００によりレジスト
膜の成膜中加熱されるように設置されている。
【0013】最初、サンプル２０の表面にスプレーによりレ
ジスト膜２１を形成する。この状態において、圧縮空気
（又は窒素）の供給パイプ６０より圧縮空気（又は窒
素）を供給することにより、スプレーヘット７０よりシ
ンナーを含むレジストの粒子が霧状に噴霧されスプレー
コーティングの最中にサンプル２０をヒーター１００に
より加熱して乾燥させることにより成膜し、サンプル２
０の表面にレジストの粒子の膜２１が形成される。この
レジストの膜２１の表面は図１１に示すようにレジスト
の微粒子に起因する凹凸が生じ、局所的に不均一な膜厚
が形成されており、レジスト膜２１に穴が生じている場
所がある。次に、サンプル２０のレジスト膜２１の成膜
の膜改質を行う工程の段階では、ヒーター１００の温度
を調整する温度コントローラー１１０の設定を変更し
て、ヒーター１００に供給する電力を調整してサンプル
の設定温度を低くする。サンプルの設定温度が下がるこ
とで乾燥速度が遅くなり、前と同様のスプレーコーティ
ングを行ってもシンナーを多量に含む雰囲気となる。成
膜とほぼ同時に膜改質を行う。この状態で一定時間置く
ことでレジストの拡散移動を促す。長時間この状態で放
置するとレジストは凸部で切れてしまうが、もともとの
レジスト膜圧が凸部でも十分付いていると、レジスト膜
が切れる段階に至る前に微小な穴は塞がり、改質処理を
止めることができる。この手法で図５に示すようなサン
プル表面上に穴や切れを持たない、均一で滑らかなレジ
スト膜を形成することができる。
ジスト膜２１を形成する。この状態において、圧縮空気
（又は窒素）の供給パイプ６０より圧縮空気（又は窒
素）を供給することにより、スプレーヘット７０よりシ
ンナーを含むレジストの粒子が霧状に噴霧されスプレー
コーティングの最中にサンプル２０をヒーター１００に
より加熱して乾燥させることにより成膜し、サンプル２
０の表面にレジストの粒子の膜２１が形成される。この
レジストの膜２１の表面は図１１に示すようにレジスト
の微粒子に起因する凹凸が生じ、局所的に不均一な膜厚
が形成されており、レジスト膜２１に穴が生じている場
所がある。次に、サンプル２０のレジスト膜２１の成膜
の膜改質を行う工程の段階では、ヒーター１００の温度
を調整する温度コントローラー１１０の設定を変更し
て、ヒーター１００に供給する電力を調整してサンプル
の設定温度を低くする。サンプルの設定温度が下がるこ
とで乾燥速度が遅くなり、前と同様のスプレーコーティ
ングを行ってもシンナーを多量に含む雰囲気となる。成
膜とほぼ同時に膜改質を行う。この状態で一定時間置く
ことでレジストの拡散移動を促す。長時間この状態で放
置するとレジストは凸部で切れてしまうが、もともとの
レジスト膜圧が凸部でも十分付いていると、レジスト膜
が切れる段階に至る前に微小な穴は塞がり、改質処理を
止めることができる。この手法で図５に示すようなサン
プル表面上に穴や切れを持たない、均一で滑らかなレジ
スト膜を形成することができる。
【0014】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のスプレーコーティングによるレジスト膜の成膜方法と
これを実施したレジスト膜の成膜装置は、立体構造を持
つサンプル上にスプレーコーティングにより成膜した
後、サンプルをシンナー蒸気を多量に含む雰囲気中にあ
る時間置いてレジスト剤の拡散移動を促す方法、サンプ
ルの膜上に新たに乾燥速度の遅いレジスト溶液を塗布し
てサンプルをある時間置くことでレジスト剤の拡散移動
を促す方法、サンプルを加熱するヒーターにより加熱し
たサンプル上にスプレーコーティングにより膜を形成し
た後、サンプル設定温度を低く抑えて乾燥が遅くなった
条件で更にスプレーコーティングを行いレジスト剤の拡
散移動を促す方法、等の各種のレジスト剤の拡散移動を
促す処置を実行することによって、サンプルのレジスト
膜に含まれる微小な穴や膜厚の局所的な不均一を修正し
て膜厚の均一化を図り膜改質を行うことが出来る。この
ため、本発明のスプレーコーティングによるレジスト膜
の成膜方法とこれを実施したレジスト膜の成膜装置で
は、スプレーコーティングにより形成された穴が多数空
いており、リソグラフィ加工に利用できないような貧弱
な膜質であっても、後工程による改質処理によって膜質
を改善してリソグラフィ加工への使用が可能な滑らかで
切れも無いものにすることが出来るので多少の穴生成を
問題にすること無く、スプレーコーティングの条件を用
途に合わせて広く選ぶことができる。
のスプレーコーティングによるレジスト膜の成膜方法と
これを実施したレジスト膜の成膜装置は、立体構造を持
つサンプル上にスプレーコーティングにより成膜した
後、サンプルをシンナー蒸気を多量に含む雰囲気中にあ
る時間置いてレジスト剤の拡散移動を促す方法、サンプ
ルの膜上に新たに乾燥速度の遅いレジスト溶液を塗布し
てサンプルをある時間置くことでレジスト剤の拡散移動
を促す方法、サンプルを加熱するヒーターにより加熱し
たサンプル上にスプレーコーティングにより膜を形成し
た後、サンプル設定温度を低く抑えて乾燥が遅くなった
条件で更にスプレーコーティングを行いレジスト剤の拡
散移動を促す方法、等の各種のレジスト剤の拡散移動を
促す処置を実行することによって、サンプルのレジスト
膜に含まれる微小な穴や膜厚の局所的な不均一を修正し
て膜厚の均一化を図り膜改質を行うことが出来る。この
ため、本発明のスプレーコーティングによるレジスト膜
の成膜方法とこれを実施したレジスト膜の成膜装置で
は、スプレーコーティングにより形成された穴が多数空
いており、リソグラフィ加工に利用できないような貧弱
な膜質であっても、後工程による改質処理によって膜質
を改善してリソグラフィ加工への使用が可能な滑らかで
切れも無いものにすることが出来るので多少の穴生成を
問題にすること無く、スプレーコーティングの条件を用
途に合わせて広く選ぶことができる。
【図1】 本発明のスプレーコーティングによるレジス
ト膜の成膜方法を実施したレジスト膜の成膜装置の一実
施例の構成を示した説明図である。
ト膜の成膜方法を実施したレジスト膜の成膜装置の一実
施例の構成を示した説明図である。
【図2】 本発明のスプレーコーティングによるレジス
ト膜の成膜方法の他の方法を実施したレジスト膜の成膜
装置の構成を示す説明図である。
ト膜の成膜方法の他の方法を実施したレジスト膜の成膜
装置の構成を示す説明図である。
【図3】 本発明のスプレーコーティングによるレジス
ト膜の成膜方法の更に他の方法を実施したレジスト膜の
成膜装置の構成を示す説明図である。
ト膜の成膜方法の更に他の方法を実施したレジスト膜の
成膜装置の構成を示す説明図である。
【図4】 本発明のスプレーコーティングによるレジス
ト膜の成膜方法の更に他の方法を実施したレジスト膜の
成膜装置の構成を示す説明図である。
ト膜の成膜方法の更に他の方法を実施したレジスト膜の
成膜装置の構成を示す説明図である。
【図5】 従来のスプレーコーティングにより形成され
たレジスト膜に対して本発明により改質処理を行ったレ
ジスト膜の表面の写真示す。
たレジスト膜に対して本発明により改質処理を行ったレ
ジスト膜の表面の写真示す。
【図6】 従来のスプレーコーティングによるレジスト
膜を形成する方法を説明した図である。
膜を形成する方法を説明した図である。
【図7】 従来のスプレーコーティングにより形成され
たレジストの膜の表面の写真を示す。
たレジストの膜の表面の写真を示す。
１０・・・密閉可能な容器，
２０・・・スプレーコーティングによってレジスト膜を
付けられたサンプル， ２１・・・サンプル２０の表面に形成されたレジスト
膜， ３０・・・レジストのシンナーを入れた小瓶， ４０・・・レジストの供給パイプ， ４１，５１・・・バルブ， ５０・・・シンナーの供給パイプ， ５２・・・シンナー粒子， ５３・・・サンプル表面に付いたシンナーの膜， ６０・・・圧縮空気（又は窒素）の供給パイプ， ７０・・・スプレーヘット， ８０・・・シンナーを含むレジストの供給パイプ， ９０・・・シンナーを多量に含むレジストの供給パイプ ９１・・・シンナーを多量に含むレジストの粒子， ９２・・・シンナーを多量に含むレジストの膜， １００・・・サンプル２０を加熱するヒーター， １１０・・・ヒーターに供給する電力を調整しヒーター
の温度を調整する温度コントローラー
付けられたサンプル， ２１・・・サンプル２０の表面に形成されたレジスト
膜， ３０・・・レジストのシンナーを入れた小瓶， ４０・・・レジストの供給パイプ， ４１，５１・・・バルブ， ５０・・・シンナーの供給パイプ， ５２・・・シンナー粒子， ５３・・・サンプル表面に付いたシンナーの膜， ６０・・・圧縮空気（又は窒素）の供給パイプ， ７０・・・スプレーヘット， ８０・・・シンナーを含むレジストの供給パイプ， ９０・・・シンナーを多量に含むレジストの供給パイプ ９１・・・シンナーを多量に含むレジストの粒子， ９２・・・シンナーを多量に含むレジストの膜， １００・・・サンプル２０を加熱するヒーター， １１０・・・ヒーターに供給する電力を調整しヒーター
の温度を調整する温度コントローラー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｚ
Ｆターム(参考） 2H096 AA30 CA20 KA02 KA30 LA30
4D075 AA01 BB69Z BB92Z CA48
DA06 DB14 DC22 EA07 EA45
4F033 QA01 QB02Y QB03X QB12Y
QB17 QC02 QD02 QD16 QE21
4F042 AA02 AA07 AB00 BA27 DD31
5F046 JA22 JA27 NA09
Claims (7)
- 【請求項1】立体構造を持つサンプル上にスプレーコー
ティングにより成膜した後、一定時間置いてサンプルの
レジスト剤の拡散移動を促す処置を実行することによっ
て、成膜したレジスト膜に含まれる微小な穴や膜厚の局
所的な不均一を修正して膜厚の均一化を図り膜改質を行
うようにしたことを特徴とするレジスト膜の成膜方法。 - 【請求項2】立体構造を持つサンプル上にスプレーコー
ティングにより成膜した後、サンプルをシンナー蒸気を
多量に含む雰囲気中にある時間置いてレジスト剤の拡散
移動を促すことによって、成膜したレジスト膜に含まれ
る微小な穴や膜厚の局所的な不均一を修正して膜厚の均
一化を図り膜改質を行うようにしたことを特徴とするレ
ジスト膜の成膜方法。 - 【請求項3】立体構造を持つサンプル上にスプレーコー
ティングにより成膜した後、サンプルの膜上に新たに乾
燥速度の遅いレジスト溶液を塗布して、乾燥速度の遅い
レジスト溶液を塗布したサンプルを一定時間置くことで
レジスト剤の拡散移動を促し、成膜したレジスト膜に含
まれる微小な穴や膜厚の局所的な不均一を修正して膜厚
の均一化を図り膜改質を行うようにしたことを特徴とす
るレジスト膜の成膜方法。 - 【請求項4】立体構造を持つサンプル上にスプレーコー
ティングにより成膜する手段、サンプル上にスプレーコ
ーティングにより形成された膜を一定時間置いてレジス
ト剤の拡散移動する手段、とを具備し、レジスト膜に含
まれる微小な穴や膜厚の局所的な不均一を修正して欠陥
の無い膜を得るようにしたレジスト膜の成膜装置。 - 【請求項5】立体構造を持つサンプル上にスプレーコー
ティングにより成膜する手段、前記サンプル上にスプレ
ーコーティングにより成膜された膜をシンナー蒸気を多
量に含む雰囲気中に一定時間置いてレジスト剤の拡散移
動を促す手段、とを具備し、レジスト膜に含まれる微小
な穴や膜厚の局所的な不均一を修正して欠陥の無い膜を
得るようにしたレジスト膜の成膜装置。 - 【請求項6】立体構造を持つサンプル上にスプレーコー
ティングにより成膜する手段、前記サンプル上にスプレ
ーコーティングにより成膜された膜上に、新たに乾燥速
度の遅いレジスト溶液を塗布して、ある時間置いてレジ
スト剤の拡散移動を促す手段、とを具備し、レジスト膜
に含まれる微小な穴や膜厚の局所的な不均一を修正して
欠陥の無い膜を得るようにしたレジスト膜の成膜装置。 - 【請求項7】サンプルの加熱温度を変化させることが可
能なサンプルの加熱手段、立体構造を持つサンプル上に
スプレーコーティングにより成膜する手段、サンプルの
加熱手段により一定の温度に加熱したサンプル上にスプ
レーコーティングにより膜を形成した後、サンプルの設
定温度を低くして溶媒の乾燥を遅くして、スプレーコー
ティングすることでレジスト剤を拡散移動する手段、と
を具備し、レジスト膜に含まれる微小な穴や膜厚の局所
的な不均一を修正して欠陥の無い膜を得るようにしたレ
ジスト膜の成膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002042703A JP2003236799A (ja) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | スプレーコーティングによるレジスト膜の成膜方法とこれを実施したレジスト膜の成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002042703A JP2003236799A (ja) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | スプレーコーティングによるレジスト膜の成膜方法とこれを実施したレジスト膜の成膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003236799A true JP2003236799A (ja) | 2003-08-26 |
Family
ID=27782718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002042703A Pending JP2003236799A (ja) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | スプレーコーティングによるレジスト膜の成膜方法とこれを実施したレジスト膜の成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003236799A (ja) |
Cited By (5)
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-
2002
- 2002-02-20 JP JP2002042703A patent/JP2003236799A/ja active Pending
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