JP3281588B2 - 回転塗布方法 - Google Patents
回転塗布方法Info
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- JP3281588B2 JP3281588B2 JP33063897A JP33063897A JP3281588B2 JP 3281588 B2 JP3281588 B2 JP 3281588B2 JP 33063897 A JP33063897 A JP 33063897A JP 33063897 A JP33063897 A JP 33063897A JP 3281588 B2 JP3281588 B2 JP 3281588B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体基板やガラス
基板等の基板表面に対する塗布方法に関する。
基板等の基板表面に対する塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板やガラス基板等の基板表面に
レジスト液などを塗布する方法として回転塗布方法が一
般的に行われている。この回転塗布方法は、スピンナー
上に保持されている基板表面の中心に塗布液を滴下し、
スピンナーによって基板を回転せしめることで前記塗布
液を遠心力によって基板表面全体に拡散せしめる方法で
あり、基板上方を開放したままで行うオープンカップタ
イプの装置を用いて行うか、基板上方を蓋体で閉塞した
状態で行うクローズカップタイプの装置を用いて行う
か、或いは基板上方を蓋体で閉塞し且つ基板とカップと
を一体的に回転させて行う回転カップタイプの装置を用
いて行っている。
レジスト液などを塗布する方法として回転塗布方法が一
般的に行われている。この回転塗布方法は、スピンナー
上に保持されている基板表面の中心に塗布液を滴下し、
スピンナーによって基板を回転せしめることで前記塗布
液を遠心力によって基板表面全体に拡散せしめる方法で
あり、基板上方を開放したままで行うオープンカップタ
イプの装置を用いて行うか、基板上方を蓋体で閉塞した
状態で行うクローズカップタイプの装置を用いて行う
か、或いは基板上方を蓋体で閉塞し且つ基板とカップと
を一体的に回転させて行う回転カップタイプの装置を用
いて行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】基板上にレジスト膜等
を形成する場合には、薄く且つ均一な膜が望ましい。そ
して、薄く且つ均一な膜を得るためには回転速度を上げ
ればよいのであるが、回転速度を上げると図１に示すよ
うに、基板Ｗの周縁部に風切り模様Ｗmが発生してしま
う。
を形成する場合には、薄く且つ均一な膜が望ましい。そ
して、薄く且つ均一な膜を得るためには回転速度を上げ
ればよいのであるが、回転速度を上げると図１に示すよ
うに、基板Ｗの周縁部に風切り模様Ｗmが発生してしま
う。
【０００４】風切り模様Ｗmが発生した部分は、膜厚が
他の部分よりも厚く且つ不均一であるので、微細加工に
おいて悪影響を及ぼす。特に、最近では基板が大口径化
（２００ｍｍから３００ｍｍへの移行）しており、従来
の回転速度を適用すると、基板周縁部での速度が速くな
るため、従来であれば風切り模様が発生しない回転速度
でも、風切り模様が発生するようになっている。
他の部分よりも厚く且つ不均一であるので、微細加工に
おいて悪影響を及ぼす。特に、最近では基板が大口径化
（２００ｍｍから３００ｍｍへの移行）しており、従来
の回転速度を適用すると、基板周縁部での速度が速くな
るため、従来であれば風切り模様が発生しない回転速度
でも、風切り模様が発生するようになっている。
【０００５】図２は風切り模様の発生メカニズムに関す
る本発明者等の考察であり、回転の当初においては、図
２（ａ）に示すように基板上に塗布された塗布液は、基
板と同期して回転する下層ＷLと基板と完全には同期し
て回転しない上層ＷUからなるように考えることができ
る。ただし、下層と上層の境界部が存在するというより
は、下層には基板と同期して回転する部分が存在し、上
層には基板と同期して回転しない部分が存在すると考え
る方が正確である。
る本発明者等の考察であり、回転の当初においては、図
２（ａ）に示すように基板上に塗布された塗布液は、基
板と同期して回転する下層ＷLと基板と完全には同期し
て回転しない上層ＷUからなるように考えることができ
る。ただし、下層と上層の境界部が存在するというより
は、下層には基板と同期して回転する部分が存在し、上
層には基板と同期して回転しない部分が存在すると考え
る方が正確である。
【０００６】そして、回転を継続すると、図２（ｂ）に
示すように、基板と完全には同期して回転しない部分が
遠心力にて飛散するのであるが、回転速度が速いと過乾
燥状態となり、基板周縁における塗布液が飛散せずに乾
燥してしまい、この乾燥した部分が風切り模様Ｗmとし
て残る。
示すように、基板と完全には同期して回転しない部分が
遠心力にて飛散するのであるが、回転速度が速いと過乾
燥状態となり、基板周縁における塗布液が飛散せずに乾
燥してしまい、この乾燥した部分が風切り模様Ｗmとし
て残る。
【０００７】また、回転速度と膜厚及び風切り模様の発
生との間にも一定の関係が存在することが判明してい
る。即ち、図３は直径３００ｍｍの半導体ウェーハにエ
キシマ用のレジスト液（TDUR P007 PM 東京応化工業
製）を回転塗布した場合の回転速度と膜厚及び風切り模
様の発生についての実験結果であり、先ず回転速度と膜
厚との関係は、回転速度が速くなると遠心力も大きくな
るので、飛散する量も多くなり、膜厚は薄くなる。しか
しながら、回転開始からの経過時間にもよるが、約２，
０００（rpm）を境に、これ以上回転速度を上げると風
切り模様が発生してしまう。
生との間にも一定の関係が存在することが判明してい
る。即ち、図３は直径３００ｍｍの半導体ウェーハにエ
キシマ用のレジスト液（TDUR P007 PM 東京応化工業
製）を回転塗布した場合の回転速度と膜厚及び風切り模
様の発生についての実験結果であり、先ず回転速度と膜
厚との関係は、回転速度が速くなると遠心力も大きくな
るので、飛散する量も多くなり、膜厚は薄くなる。しか
しながら、回転開始からの経過時間にもよるが、約２，
０００（rpm）を境に、これ以上回転速度を上げると風
切り模様が発生してしまう。
【０００８】また、塗布液の種類を代えて回転塗布した
場合でも、風切り模様が発生する回転速度は塗布液の種
類（粘性）によって異なるものの、塗布液毎に風切り模
様が発生する固有の回転数があり、この回転数を超える
と風切り模様が発生することと乾燥時の膜厚は、回転開
始からの短時間で決ることが分かった。
場合でも、風切り模様が発生する回転速度は塗布液の種
類（粘性）によって異なるものの、塗布液毎に風切り模
様が発生する固有の回転数があり、この回転数を超える
と風切り模様が発生することと乾燥時の膜厚は、回転開
始からの短時間で決ることが分かった。
【０００９】即ち、従来にあっては、薄く且つ均一な塗
膜を得ようとして回転速度を上げると風切り模様の発生
を避けることができず、特に将来的には基板の大口径化
が考えられるので、ますます回転速度を上げることがで
きなくなり、膜厚及び均一性において問題が生じる。
膜を得ようとして回転速度を上げると風切り模様の発生
を避けることができず、特に将来的には基板の大口径化
が考えられるので、ますます回転速度を上げることがで
きなくなり、膜厚及び均一性において問題が生じる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】図４は塗布液をエキシマ
用のレジスト液（TDUR P007 PM 東京応化工業製）と
し、基板を直径３００ｍｍの半導体ウェーハとした場合
の回転開始からの経過時間（sec）と膜厚及び風切り模
様が発生する最短時間との関係を示すグラフである。こ
のグラフから以下のことが分かる。 回転速度によって最終膜厚が左右される。 風切り模様が発生した後に膜厚が安定化する。 回転速度が速いほど風切り模様が発生するまでの時間
が短い。
用のレジスト液（TDUR P007 PM 東京応化工業製）と
し、基板を直径３００ｍｍの半導体ウェーハとした場合
の回転開始からの経過時間（sec）と膜厚及び風切り模
様が発生する最短時間との関係を示すグラフである。こ
のグラフから以下のことが分かる。 回転速度によって最終膜厚が左右される。 風切り模様が発生した後に膜厚が安定化する。 回転速度が速いほど風切り模様が発生するまでの時間
が短い。
【００１１】上記〜の知見に基づき、基板と完全に
は同期して回転しない塗布液の上層部分を乾燥しないう
ちに飛散させるべく鋭意検討した結果、本発明をなした
ものである。
は同期して回転しない塗布液の上層部分を乾燥しないう
ちに飛散させるべく鋭意検討した結果、本発明をなした
ものである。
【００１２】即ち本発明は、スピンナー上に保持されて
いる基板表面の中心に塗布液を滴下し、スピンナーによ
って基板を回転せしめることで前記基板表面の中心に滴
下した塗布液を遠心力によって基板表面全体に拡散せし
める回転塗布方法において、この回転塗布方法は、塗膜
の最終膜厚を得るための回転速度まで回転速度を上げる
第１ステップと、第１ステップの回転速度を維持する第
２ステップと、第２ステップの回転速度から所定の低速
回転まで回転速度を落とす第３ステップと、第３ステッ
プの回転速度を維持する第４ステップとからなり、前記
第２ステップから第３ステップへの移行は風切り模様が
生じる前に行い、前記第３ステップにおける減速の割合
は、回転開始からの時間と回転速度との関係が風切り模
様を生じない条件を満たすようにし、更に前記第４ステ
ップでの回転速度は風切り模様を生じない回転速度とし
た。
いる基板表面の中心に塗布液を滴下し、スピンナーによ
って基板を回転せしめることで前記基板表面の中心に滴
下した塗布液を遠心力によって基板表面全体に拡散せし
める回転塗布方法において、この回転塗布方法は、塗膜
の最終膜厚を得るための回転速度まで回転速度を上げる
第１ステップと、第１ステップの回転速度を維持する第
２ステップと、第２ステップの回転速度から所定の低速
回転まで回転速度を落とす第３ステップと、第３ステッ
プの回転速度を維持する第４ステップとからなり、前記
第２ステップから第３ステップへの移行は風切り模様が
生じる前に行い、前記第３ステップにおける減速の割合
は、回転開始からの時間と回転速度との関係が風切り模
様を生じない条件を満たすようにし、更に前記第４ステ
ップでの回転速度は風切り模様を生じない回転速度とし
た。
【００１３】ここで、前記第２ステップにおける回転速
度は例えば２，０００（rpm）以上好ましくは３，００
０（rpm）以上、第３ステップにおける回転速度の低下
は１５０（rpm/sec）以上好ましくは２００（rpm/sec）
以上、前記第４ステップにおける回転速度は２，０００
（rpm）以下好ましくは１０００（rpm）以下とする。
度は例えば２，０００（rpm）以上好ましくは３，００
０（rpm）以上、第３ステップにおける回転速度の低下
は１５０（rpm/sec）以上好ましくは２００（rpm/sec）
以上、前記第４ステップにおける回転速度は２，０００
（rpm）以下好ましくは１０００（rpm）以下とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】（実施例１）基板として直径３０
０ｍｍの半導体ウェーハを、また塗布液としてレジスト
液（TDUR P007 PM 東京応化工業製：７cP）を用意し
た。塗布装置は基板上方を開放したままで行うオープン
カップとした。そして、上記の半導体ウェーハに対し、
第１ステップ〜第４ステップからなる回転塗布を施し
た。ここで、第１ステップは塗膜の最終膜厚に合わせた
高速回転（３，０００rpm）まで回転速度を上げるステ
ップ、第２ステップは第１ステップに引き続いて高速回
転（３，０００rpm）を維持するステップ、第３ステッ
プは第２ステップに引き続いて高速回転（３，０００rp
m）から低速回転（１，０００rpm）まで回転速度を落と
すステップ、第４ステップは第３ステップに引き続いて
低速回転（１，０００rpm）を維持するステップであ
る。
０ｍｍの半導体ウェーハを、また塗布液としてレジスト
液（TDUR P007 PM 東京応化工業製：７cP）を用意し
た。塗布装置は基板上方を開放したままで行うオープン
カップとした。そして、上記の半導体ウェーハに対し、
第１ステップ〜第４ステップからなる回転塗布を施し
た。ここで、第１ステップは塗膜の最終膜厚に合わせた
高速回転（３，０００rpm）まで回転速度を上げるステ
ップ、第２ステップは第１ステップに引き続いて高速回
転（３，０００rpm）を維持するステップ、第３ステッ
プは第２ステップに引き続いて高速回転（３，０００rp
m）から低速回転（１，０００rpm）まで回転速度を落と
すステップ、第４ステップは第３ステップに引き続いて
低速回転（１，０００rpm）を維持するステップであ
る。
【００１５】以下の（表１）は回転開始から第２ステッ
プが終了するまでの時間と、第３ステップにおける減速
度（rpm/sec）との関係を示すものであり、表中におい
て、×は風切り模様が発生したことを示し、数値は風切
り模様が発生せずに形成された膜の膜厚（オングストロ
ーム）を示し、○は数値を入れた部分と同様に風切り模
様が発生せずに膜が形成されたことを表す（尚、膜厚は
左側に記載したものと同じである。）
プが終了するまでの時間と、第３ステップにおける減速
度（rpm/sec）との関係を示すものであり、表中におい
て、×は風切り模様が発生したことを示し、数値は風切
り模様が発生せずに形成された膜の膜厚（オングストロ
ーム）を示し、○は数値を入れた部分と同様に風切り模
様が発生せずに膜が形成されたことを表す（尚、膜厚は
左側に記載したものと同じである。）
【００１６】
【表１】
【００１７】また、図５は上記した（表１）に基づいた
第１実施例に係る回転開始からの経過時間（sec）と回
転速度との関係を示すグラフであり、このグラフから明
らかなように、第１実施例によれば、風切り模様を生じ
ることなく、しかも２，９００rpmに相当する厚さ１
１，１５１Åの被膜が得られた。
第１実施例に係る回転開始からの経過時間（sec）と回
転速度との関係を示すグラフであり、このグラフから明
らかなように、第１実施例によれば、風切り模様を生じ
ることなく、しかも２，９００rpmに相当する厚さ１
１，１５１Åの被膜が得られた。
【００１８】（実施例２）基板として直径３００ｍｍの
半導体ウェーハを、また塗布液としてノボラック系レジ
スト（ＴＨＭＲ ｉＰ5500 東京応化工業製：5.5cp）
を用意した。このノボラック系レジストを（実施例１）
と同様に、第１ステップ〜第４ステップからなる回転塗
布方法にて半導体ウェーハ上に条件を変えて塗布した。
半導体ウェーハを、また塗布液としてノボラック系レジ
スト（ＴＨＭＲ ｉＰ5500 東京応化工業製：5.5cp）
を用意した。このノボラック系レジストを（実施例１）
と同様に、第１ステップ〜第４ステップからなる回転塗
布方法にて半導体ウェーハ上に条件を変えて塗布した。
【００１９】以下の（表２）は（表１）と同様に、回転
開始から第２ステップが終了するまでの時間と、第３ス
テップにおける減速度（rpm/sec）との関係を示すもの
であり、また図６は（表２）に基いた第２実施例に係る
回転開始からの経過時間（sec）と回転速度との関係を
示すグラフである。
開始から第２ステップが終了するまでの時間と、第３ス
テップにおける減速度（rpm/sec）との関係を示すもの
であり、また図６は（表２）に基いた第２実施例に係る
回転開始からの経過時間（sec）と回転速度との関係を
示すグラフである。
【００２０】
【表２】
【００２１】（表２）及び図６から、第２実施例によれ
ば、風切り模様を生じることなく、しかも（２，９００
rpm）に相当する厚さ（１１，７８１オングストロー
ム）の被膜が得られることが分かる。
ば、風切り模様を生じることなく、しかも（２，９００
rpm）に相当する厚さ（１１，７８１オングストロー
ム）の被膜が得られることが分かる。
【００２２】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
半導体ウェーハやガラス基板の表面に、回転塗布方法に
よって塗膜を形成するに当り、風切り模様を生じること
なく、均一且つ膜厚の薄い塗膜を形成することができ
る。
半導体ウェーハやガラス基板の表面に、回転塗布方法に
よって塗膜を形成するに当り、風切り模様を生じること
なく、均一且つ膜厚の薄い塗膜を形成することができ
る。
【図１】風切り模様が生じた状態の基板（半導体ウェー
ハ）の平面図
ハ）の平面図
【図２】（ａ）は基板上に塗布液が塗布された状態を示
す図、（ｂ）は風切り模様が生じた状態を示す図
す図、（ｂ）は風切り模様が生じた状態を示す図
【図３】半導体ウェーハにエキシマ用のレジスト液を回
転塗布した場合の回転速度と膜厚及び風切り模様の発生
についての実験結果を示すグラフ
転塗布した場合の回転速度と膜厚及び風切り模様の発生
についての実験結果を示すグラフ
【図４】回転開始からの経過時間（sec）と膜厚及び風
切り模様の発生との関係を示すグラフ
切り模様の発生との関係を示すグラフ
【図５】実施例１に係る回転開始からの経過時間（se
c）と回転速度との関係を示すグラフ
c）と回転速度との関係を示すグラフ
【図６】実施例２に係る回転開始からの経過時間（se
c）と回転速度との関係を示すグラフ
c）と回転速度との関係を示すグラフ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−330206（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−313160（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−245875（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−19840（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B05D 1/40 B05C 11/08 G03F 7/16 502 H01L 21/027
Claims (2)
- 【請求項１】 スピンナー上に保持されている基板表面
の中心に塗布液を滴下し、スピンナーによって基板を回
転せしめることで前記基板表面の中心に滴下した塗布液
を遠心力によって基板表面全体に拡散せしめる回転塗布
方法において、この回転塗布方法は、塗膜の最終膜厚を
得るための回転速度まで回転速度を上げる第１ステップ
と、第１ステップの回転速度を維持する第２ステップ
と、第２ステップの回転速度から所定の低速回転まで回
転速度を落とす第３ステップと、第３ステップの回転速
度を維持する第４ステップとからなり、前記第２ステッ
プから第３ステップへの移行は風切り模様が生じる前に
行い、前記第３ステップにおける減速の割合は、回転開
始からの時間と回転速度との関係が風切り模様を生じな
い条件を満たすようにし、更に前記第４ステップでの回
転速度は風切り模様を生じない回転速度とすることを特
徴とする回転塗布方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の回転塗布方法におい
て、前記第２ステップにおける回転速度は２，０００
（rpm）以上、第３ステップにおける回転速度の低下は
１５０（rpm/sec）以上、前記第４ステップにおける回
転速度は２，０００（rpm）以下としたことを特徴とす
る回転塗布方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33063897A JP3281588B2 (ja) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | 回転塗布方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33063897A JP3281588B2 (ja) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | 回転塗布方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11165124A JPH11165124A (ja) | 1999-06-22 |
| JP3281588B2 true JP3281588B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=18234916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33063897A Expired - Fee Related JP3281588B2 (ja) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | 回転塗布方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3281588B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000082647A (ja) * | 1998-09-04 | 2000-03-21 | Nec Corp | レジスト膜の塗布方法及び塗布装置 |
-
1997
- 1997-12-01 JP JP33063897A patent/JP3281588B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11165124A (ja) | 1999-06-22 |
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