JP2012164751A

JP2012164751A - 被膜形成装置および被膜形成方法

Info

Publication number: JP2012164751A
Application number: JP2011022874A
Authority: JP
Inventors: Yuriko Nishimura; 由里子西村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2012-08-30

Abstract

【課題】表面平坦性に優れる被膜を形成可能な被膜形成装置および被膜形成方法を提供する。
【解決手段】本実施形態の被膜形成装置１０は、回転台３０と、加熱器５０と、を備えている。この回転台３０は、上面に基板１１を載せるものである。この加熱器５０は、該回転台３０の上面３０ａと対向して配置される。この加熱器５０は、回転台３０の回転の中心部の発熱温度に比べて当該回転台３０の回転の外周部の発熱温度が高くなるように構成されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、被膜形成装置および被膜形成方法に関する。

種々の基板に微細加工する方法として、リソグラフィ技術が用いられている。このリソグラフィ技術では、レジストを基板上に均一の厚みで塗布するために、スピンコートが利用されている。しかし、レジストは、スピンコートを利用して塗布することによって厚み均一性が向上するものの、乾燥する際の熱で対流が生じてしまい、中心部の厚みに比べて外周部の厚みが厚くなってしまっていた。そこで、レジストを乾燥する際の温度均一性を高めることによって、レジストの厚み均一性を保つ技術が開発され、例えば特許文献１に記載されている。

特開２００５−１６１１６８号公報

しかし、特許文献１に記載された技術では、基板を別の装置に移して乾燥させるため、当該装置に移すまでに、レジストの厚みが変動する場合があった。

本発明は、上述の事情のもとで考え出されたものであって、表面平坦性に優れる被膜を形成可能な被膜形成装置および被膜形成方法を提供することを目的とする。

本発明の被膜形成装置は、上面に基板を載せる回転台と、該回転台の前記上面と対向して配置される加熱器と、を備えており、前記加熱器は、前記回転台の回転の中心部の発熱温度に比べて当該回転台の回転の外周部の発熱温度が高くなるように構成されている。

本発明の被膜形成方法は、基板を回転させて、当該基板の表面の上にある被膜の表面の平坦性を高める工程と、前記基板を回転させながら、前記被膜を表面から加熱する工程と、前記被膜を表面から加熱し続けながら、前記被膜を前記基板側から加熱する工程と、を含む。

本発明によれば、表面平坦性に優れる被膜を形成可能な被膜形成装置および被膜形成方法を提供することができる。

本発明に係る被膜形成装置の１つの実施形態の概略構成を示す部分断面視図である。図１に示した被膜形成装置の平面視図である。本発明に係る被膜形成方法の１つの実施形態の１つの工程を示す概略図である。図３に示した工程の次の工程を示す概略図である。図４に示した工程の次の工程を示す概略図である。図５に示した工程の次の工程を示す概略図である。図６に示した工程の次の工程を示す概略図である。図７に示した工程を部分断面視した側面図である。

＜回転塗布装置＞
本発明の被膜形成装置の実施形態の一例である被膜形成装置１０について図面を参照しつつ、説明する。図１に示した被膜形成装置１０は、筐体２０、回転台３０、供給機構４０、および加熱器５０を含んで構成されている。なお、図１には、形成する被膜としてレジスト１２を採用し、被膜を形成する対象物として基板１１を示しているが、基板１１およびレジスト１２は、被膜形成装置１０の構成要素として含まれるものではない。また、図２は、図１を上方からみた平面視図である。

筐体２０は、被膜形成装置１０の各構成の支持部材である。本実施形態の筐体２０は、下部筐体２１と、側部筐体２２と、上部筐体２３とを含んで構成されている。この側部筐体２２および上部筐体２３は、図１において部分断面として示している。この下部筐体２１は、面方向に広がっている板状体である。この下部筐体２１の上面には、側部筐体２２が配置される。側部筐体２２は、塗布する液体が外部に飛散するのを低減するものである。この側部筐体２２は筒状をしており、上下に開口している。この側部筐体２２の下側の開口は下部筐体２１によって塞がれ、上側の開口は上部筐体２３によって塞がれている。この上部筐体２３は、側部筐体２２の開口の上から移動可能に構成されている。この側部筐体２２の内側には、回転台３０が位置している。

回転台３０は、上面３０ａの上に基板１１が載置される。回転台３０は、上面３０ａが回転するように構成されている。この回転台３０は、基板１１の主面上に供給するレジストを、回転の遠心力で塗布することができる。遠心力で塗布されたレジストの一部は、回転台２０の周囲に飛散する。この飛散したレジストは、筐体２０によって被膜形成装置１０の周囲に飛散するのが低減される。

この回転台３０は、上面３０ａに開口を有している。この回転台３０は、開口からの吸入によって、基板１１を上面３０ａに吸着するように構成されている。基板１１は、回転台３０が高速に回転した場合でも、回転台３０に吸着されることによって上面３０ａに密着され、回転台３０と一緒に回転する。なお、本実施形態の回転台３０では、基板１１を固定する手段として吸着を採用しているが、他の手段を採用してもよい。例えば、基板１１を機械的に固定する方法、および静電気力による電気的に吸着する方法などが挙げられる。

本実施形態の回転台３０は、内部に第２の加熱器３１を有している。この第２の加熱器３１によって上面３０ａが加熱され、基板１１に伝熱される。この第２の加熱器３１は、上面３０ａを略均等に加熱するように構成されている。つまり、基板１１の主面に塗布されたレジスト１２は、第２の加熱器３１の発する熱によって加熱される。本実施形態では、基板１１と同程度の大きさの回転台３０を採用して、回転台３０から基板１１に熱を均等に伝えている。なお、図１では、第２の加熱器３１を抵抗器の記号で示しているが、抵抗器に限られるものではない。

供給機構４０は、基板１１の主面にレジスト１２を供給する機能を担っている。ここでは、基板１１の主面にレジスト１２を滴下する構成を採用している。この供給機構４０は、供給ノズル４１を有しており、この供給ノズル４１からレジスト１２を滴下する構成となっている。供給ノズル４１から滴下されるレジスト１２は、上部筐体２３に設けられた貫通孔２３ａを通過して供給される。この上部筐体２３の貫通孔２３ａは、回転台３０の回転の中心軸の上方に位置している。回転の中心軸に滴下されたレジスト１２は、回転台
３０の回転によって周囲に塗布される。この供給ノズル４１は、レジスト１２を滴下する際に回転台３０の上方に移動し、他の工程の際に側部筐体２２の外側に移動可能に構成されている。

加熱器５０は、基板１１に塗布されたレジスト１２を加熱する機能を担っている。この加熱器５０は、回転台３０の上方に移動可能に構成されている。この加熱器５０を回転台３０の上方に移動する際には、側部筐体２２の上側開口から上部筐体２３が移動される。回転台３０の上方に移動した加熱器５０は、回転台３０および基板１１と離隔した状態で保持される。なお、この加熱器５０は、供給ノズル４１と相互に連係して、当たらないように移動するように構成されている。

この加熱器５０は、発熱する温度に偏りを有しており、回転台３０の回転の中心軸側に比べて回転の外周側の温度が高くなるように構成されている。本実施形態の加熱器５０は、中心側から外周側に向かって温度が漸次高くなるように構成されている。この加熱器５０の発熱温度の偏りは、種々の方法によって実現可能である。例えば、加熱器５０の熱源として電熱器を採用する場合は、外周側の抵抗値を大きくしたり、外周側の発熱抵抗体の密度を高めたりすることで実現可能である。

この加熱器５０によって、基板１１の主面上のレジスト１２の外周側の温度を高くして、外周側の溶媒を多く気化することができる。レジスト１２の溶媒を多く気化することによって、レジスト１２の表面側の粘度を高くし、外周部が高く盛り上がるのを低減することができる。また、第２の加熱器３１に加えて加熱器５０によって基板１１を加熱することで、上下の温度差でレジスト１２に対流が生じるのを低減することができる。

＜レジストの塗布方法＞
本発明の被膜形成方法の実施形態の一例について図面を参照しつつ、説明する。この実施形態では、上述の被膜形成装置１０を使用してレジスト１２を塗布する。本実施形態では、被膜としてレジスト１２を採用し、レジスト１２として、溶質を溶媒中に溶かしたものを採用している。

まず、図３に示したように、上部筐体２３、供給ノズル４１、および加熱器５０を側部筐体２２の上方からズラして配置する。次に、レジスト１２を塗布する基板１１を準備し、図４に示したように、回転台３０の上面３０ａに載置する。この基板１１は、回転台３０の上面３０ａに真空チャックによって吸着される。

次に、図５に示したように、上部筐体２３および供給ノズル４１を配置する。上部筐体２３は、側部筐体２２の上に載置する。この上部筐体２３は、貫通孔２３ａが回転台３０の回転の軸の上方に位置するように載置される。供給機構４０の供給ノズル４１は、上部筐体２３の貫通孔２３ａを通じて、回転台３０の回転軸と対向させて配置する。

次に、回転台３０をゆっくりと回転させる。回転台３０を回転させながら供給ノズル４１からレジスト１２を滴下し、上部筐体２３の貫通孔２３ａを通じて基板１１の上面に着滴させる。この基板１１の上面に着滴したレジスト１２は、回転台３０の回転によって、図６に示したように基板１１の上面全体に広がる。回転台３０の回転を速くすることによって、レジスト１２が基板１１の上面全体に均一に広がる。この回転台３０の回転によって、レジスト１２の一部は、基板１１の上面から周囲に飛散したり、側部筐体２２の内壁面に被着したりする。

次に、図７、８に示したように、側部筐体２２の上から供給ノズル４１および上部筐体２３を移動させ、基板１１の上方に加熱器５０を移動させる。この移動は、回転台３０を
回転させ続けながら行う。移動した加熱器５０を発熱させ、基板１１の上面のレジスト１２に熱を加える。この加熱は、回転台３０を回転させ続けながら行う。この回転台３０の回転速度は、レジスト１２を上面全体に塗布する際に比べて速度を落とすことが可能である。熱を加えられたレジスト１２は、表面から溶媒が気化し、表面側の粘度が大きくなる。レジスト１２の表面側の粘度を大きくすることによって、表面形状に変化が生じるのを低減することができる。

また、この加熱器５０は、温度に偏りをもって発熱し、回転台３０の回転の中心軸側に比べて回転の外周側の温度が高くなる。本実施形態の加熱器５０は、中心側から外周側に向かって温度が漸次高くなるように発熱する。そのため、基板１１の上面のレジスト１２は、中心側の溶媒に比べて外周側の溶媒が多く気化し、中心側の粘度に比べて外周側の粘度が大きくなる。外周側の粘度を相対的に高くすることで、外周部のレジスト１２が盛り上がるのを低減することができる。

次に、加熱器５０での加熱を続けながら、回転台３０に内蔵される第２の加熱器３１でレジスト１２を加熱する。つまり、レジスト１２は、加熱器５０によって表面から加熱され、第２の加熱器３１によって基板側から加熱される。レジスト１２を表裏面から加熱することによって、上下の温度差でレジスト１２に対流が生じるのを低減することができる。この加熱をレジスト１２の溶媒が気化するまで行う。

上述の工程を経て、基板１１の上面にレジスト１２が塗布され、基板１１の上面に被膜が形成される。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。

上述の実施形態では、例えば、上部筐体２３と加熱器５０とが別々に構成されているが、一体的に構成されていてもよい。この構成を採用した場合、レジストの塗布面が外雰囲気に晒される時間が短縮され、ゴミが付着するのを低減することができる。

上述の実施形態では、第２の加熱器３１が回転台３０の上面３０ａを略均等に加熱するように構成されているが、この構成に限られない。例えば、回転の中心側に比べて外周側が高温になるように発熱する構成を採用してもよい。この構成を採用することで、外周側の温度ムラを低減し、レジスト１２の外周側が盛り上がるのを低減することが可能である。

上述の基板１１は、半導体基板に限定されるものではなく、例えば、圧電基板、絶縁基板、金属板を含む種々の基板を採用可能である。

１０・・・被膜形成装置
１１・・・基板
１２・・・レジスト
２０・・・筐体
２１・・・下部筐体
２２・・・側部筐体
２３・・・上部筐体
２３ａ・・・貫通孔
３０・・・回転台
３０ａ・・・上面
３１・・・第２の加熱器
４０・・・供給機構
５０・・・加熱器

Claims

上面に基板を載せる回転台と、該回転台の前記上面と対向して配置される加熱器と、を備えており、
前記加熱器は、前記回転台の回転の中心部の発熱温度に比べて当該回転台の回転の外周部の発熱温度が高くなるように構成されている、被膜形成装置。
前記回転台は、第２の加熱器を有している、請求項１に記載の被膜形成装置。
前記第２の加熱器は、前記回転台の回転の中心部の発熱温度に比べて当該回転台の回転の外周部の発熱温度が高くなるように構成されている、請求項２に記載の被膜形成装置。
基板を回転させて、当該基板の表面の上にある被膜の表面の平坦性を高める工程と、
前記基板を回転させながら、前記被膜を表面から加熱する工程と、
前記被膜を表面から加熱し続けながら、前記被膜を前記基板側から加熱する工程と、を含む、被膜形成方法。