JP2541385B2 - 略密閉型スピンナとスピンコ―ト方法 - Google Patents
略密閉型スピンナとスピンコ―ト方法Info
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- JP2541385B2 JP2541385B2 JP3038200A JP3820091A JP2541385B2 JP 2541385 B2 JP2541385 B2 JP 2541385B2 JP 3038200 A JP3038200 A JP 3038200A JP 3820091 A JP3820091 A JP 3820091A JP 2541385 B2 JP2541385 B2 JP 2541385B2
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は単一スピンナで複数のス
ピンコート液の塗布を可能にした略密閉型スピンナに関
する。
ピンコート液の塗布を可能にした略密閉型スピンナに関
する。
【０００２】IC,LSIなどの集積回路の製造には薄膜形成
技術, 写真蝕刻技術( フォトリソグラフィ),不純物注入
技術などが使用されているが, 写真蝕刻技術にはスピン
ナは必須の手段である。
技術, 写真蝕刻技術( フォトリソグラフィ),不純物注入
技術などが使用されているが, 写真蝕刻技術にはスピン
ナは必須の手段である。
【０００３】すなわち、シリコン(Si)などの半導体薄層
基板( 以下略してウエハ) 上にフォトレジストや電子線
レジストなどの薄膜を作り、これにフォトマスクを通し
て紫外線や電子線を照射し、マスクパターンを縮小投影
露光するか或いは密着露光を行い、レジストがポジ型で
ある場合は露光部が分解して現像液に対して溶け易くな
り、またネガ型である場合は架橋重合が進んで溶けに難
くなるのを利用してレジストパターンを作り、このレジ
ストパターンをマスクとしてドライエッチングまたはウ
エットエッチングを行い、ウエハ上に微細パターンを形
成している。
基板( 以下略してウエハ) 上にフォトレジストや電子線
レジストなどの薄膜を作り、これにフォトマスクを通し
て紫外線や電子線を照射し、マスクパターンを縮小投影
露光するか或いは密着露光を行い、レジストがポジ型で
ある場合は露光部が分解して現像液に対して溶け易くな
り、またネガ型である場合は架橋重合が進んで溶けに難
くなるのを利用してレジストパターンを作り、このレジ
ストパターンをマスクとしてドライエッチングまたはウ
エットエッチングを行い、ウエハ上に微細パターンを形
成している。
【０００４】こゝで、スピンコートによりウエハ上に形
成するレジスト膜の厚さはレジスト液の粘度とスピンナ
の回転数を調整することにより数100 Å〜数μm の厚さ
に調整が可能である。
成するレジスト膜の厚さはレジスト液の粘度とスピンナ
の回転数を調整することにより数100 Å〜数μm の厚さ
に調整が可能である。
【０００５】そして、このスピンナによる薄膜形成法は
使用対象がウエハのような円形の基板に限らずフォトマ
スクのような角形の基板に対しても適用されている。ま
た、スピンコート液もレジストに限らず、ガラス層形成
液( 通称Spin on Glass)や紫外線硬化性ポリイミド液の
塗布など広い分野に亙って使用されている。
使用対象がウエハのような円形の基板に限らずフォトマ
スクのような角形の基板に対しても適用されている。ま
た、スピンコート液もレジストに限らず、ガラス層形成
液( 通称Spin on Glass)や紫外線硬化性ポリイミド液の
塗布など広い分野に亙って使用されている。
【０００６】
【従来の技術】Siウエハなど被処理基板が円形のものに
対しては通常のオープンタイプのスピンナが使用されて
いる。
対しては通常のオープンタイプのスピンナが使用されて
いる。
【０００７】すなわち、真空吸着機能を備えた回転カッ
プの中央に被処理基板を置き、真空吸着して固定させた
状態で、この中心にスピンコート液を滴下した後、回転
カップを高速回転して遠心力でスピンコート液を引き延
ばすことにより、液の粘度と回転数により決められる一
定の厚さをもつ薄膜を形成している。
プの中央に被処理基板を置き、真空吸着して固定させた
状態で、この中心にスピンコート液を滴下した後、回転
カップを高速回転して遠心力でスピンコート液を引き延
ばすことにより、液の粘度と回転数により決められる一
定の厚さをもつ薄膜を形成している。
【０００８】然し、この方法は被処理基板がフォトマス
クのように方形の場合は四隅にフリンジを生ずるため、
適当ではない。図３はこの状態を示す平面図（Ａ）と、
このＸーＸ´線位置の断面図（Ｂ）である。
クのように方形の場合は四隅にフリンジを生ずるため、
適当ではない。図３はこの状態を示す平面図（Ａ）と、
このＸーＸ´線位置の断面図（Ｂ）である。
【０００９】すなわち、スピンコートにより四隅に最初
に到着したスピンコート液が乾燥して固化するのが原因
で後続液の塗布が不均一となり、被処理基板１の四隅に
塗布厚の２〜0.5 倍の皺状の凹凸（通称フリンジ，Frig
e)２を生じ、被処理基板１の有効使用面積を減少させて
いる。
に到着したスピンコート液が乾燥して固化するのが原因
で後続液の塗布が不均一となり、被処理基板１の四隅に
塗布厚の２〜0.5 倍の皺状の凹凸（通称フリンジ，Frig
e)２を生じ、被処理基板１の有効使用面積を減少させて
いる。
【００１０】そこで、問題を解決する方法として図２に
示すような略密閉型スピンナが用いられている。以下、
説明に便のためにスピンコート液をレジスト液として説
明する。
示すような略密閉型スピンナが用いられている。以下、
説明に便のためにスピンコート液をレジスト液として説
明する。
【００１１】略密閉型スピンナの従来のオープン型と異
なる点は蓋部３を設けると共に回転カップ部４を変形し
て蓋部３を嵌合するようにしたことゝ、回転カップ部４
の側面に排気穴５を設けたことである。
なる点は蓋部３を設けると共に回転カップ部４を変形し
て蓋部３を嵌合するようにしたことゝ、回転カップ部４
の側面に排気穴５を設けたことである。
【００１２】すなわち、被処理基板１を回転カップ部４
の中心に置いて真空吸着機能をもつポスト６により吸着
固定した後、被処理基板１の中心にレジスト液を供給
し、蓋部３を回転カップ部４に嵌合した後、図示を省略
した回転機構により略密閉型スピンナ７を高速回転させ
にことによりスピンコートを行うものである。
の中心に置いて真空吸着機能をもつポスト６により吸着
固定した後、被処理基板１の中心にレジスト液を供給
し、蓋部３を回転カップ部４に嵌合した後、図示を省略
した回転機構により略密閉型スピンナ７を高速回転させ
にことによりスピンコートを行うものである。
【００１３】この略密閉型スピンナの特徴は回転カップ
内の圧力を制御できることであり、圧力は回転カップの
外径とこの回転数により決定される。すなわち、外径が
大きくなり、また回転数が増すに従って遠心力が大きく
なり、回転カップ内は減圧される。
内の圧力を制御できることであり、圧力は回転カップの
外径とこの回転数により決定される。すなわち、外径が
大きくなり、また回転数が増すに従って遠心力が大きく
なり、回転カップ内は減圧される。
【００１４】こゝで、カップ内は略閉構造であることか
らスピンコート液の溶剤は閉じ込められ易く、一方、カ
ップ内の気圧は下がることから溶剤の蒸発速度は増し、
溶剤の飽和蒸気圧の状態でスピンコートを行うことがで
きるために、スピンコート液を乾燥させないで方形基板
の四隅まで送り込むことができる。
らスピンコート液の溶剤は閉じ込められ易く、一方、カ
ップ内の気圧は下がることから溶剤の蒸発速度は増し、
溶剤の飽和蒸気圧の状態でスピンコートを行うことがで
きるために、スピンコート液を乾燥させないで方形基板
の四隅まで送り込むことができる。
【００１５】然し、 レジスト液を必要とする厚さで
充分に引き延ばすに必要な回転カップの回転数と、
フリンジを作ることなく平坦な膜形成に必要な減圧を作
るための回転数とは必ずしも一致しない。
充分に引き延ばすに必要な回転カップの回転数と、
フリンジを作ることなく平坦な膜形成に必要な減圧を作
るための回転数とは必ずしも一致しない。
【００１６】すなわち、スピンコートにより得られる塗
膜の厚さはレジスト液の粘度と回転数の関係から決めら
れるが、この回転数からえられる回転カップ内の減圧度
は必要とする減圧度と一致しないのが普通である。
膜の厚さはレジスト液の粘度と回転数の関係から決めら
れるが、この回転数からえられる回転カップ内の減圧度
は必要とする減圧度と一致しないのが普通である。
【００１７】そこで、両者の条件を満たすためには、レ
ジスト液の特性に合わせて回転カップの外径を変える必
要があった。すなわち、一つの略密閉型スピンナを用
い、フリンジを作ることなく種類の変わったレジストを
スピンコートできないと云う問題があった。
ジスト液の特性に合わせて回転カップの外径を変える必
要があった。すなわち、一つの略密閉型スピンナを用
い、フリンジを作ることなく種類の変わったレジストを
スピンコートできないと云う問題があった。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】角形基板上にレジスト
をスピンコートする場合には四隅の角形部にフリンジが
でき易く、これを無くする方法として略密閉型スピンナ
が用いられている。
をスピンコートする場合には四隅の角形部にフリンジが
でき易く、これを無くする方法として略密閉型スピンナ
が用いられている。
【００１９】このスピンナの特徴は回転カップ内を減圧
することであり、レジスト液を構成する溶剤の飽和蒸気
圧を作り得ることからフリンジの発生を抑制することが
できる。
することであり、レジスト液を構成する溶剤の飽和蒸気
圧を作り得ることからフリンジの発生を抑制することが
できる。
【００２０】然し、フリンジの発生を無くし且つ必要と
する厚さのレジスト膜を得るためにはレジスト液の特性
に合わせて回転カップの外径を変える必要があり、実行
が煩雑である。
する厚さのレジスト膜を得るためにはレジスト液の特性
に合わせて回転カップの外径を変える必要があり、実行
が煩雑である。
【００２１】そこで、単一の回転カップを用い、複数種
のレジストをフリンジを発生させることなくスピンコー
トできる略密閉型スピンナの開発が課題である。
のレジストをフリンジを発生させることなくスピンコー
トできる略密閉型スピンナの開発が課題である。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記の課題はスピンコー
ト液を滴下した被処理基板を真空吸着する機能を備えて
回転する回転カップ部と、この回転カップ部に係止し、
被処理基板を覆って同期回転する蓋部とからなる回転カ
ップと、この回転カップの外側にあって排気穴を備え、
この回転カップと独立した回転数で回転する回転側壁と
からなる略密閉型スピンナ、ならびに上記略密閉型スピ
ンナを用い、塗布するスピンコート液の種類と所要の膜
厚に適合する回転数で回転カップ部を回転させ、塗布す
るスピンコート液の乾燥速度に適合した減圧度を得る回
転数で回転側壁を回転させるスピンコート方法により解
決することができる。
ト液を滴下した被処理基板を真空吸着する機能を備えて
回転する回転カップ部と、この回転カップ部に係止し、
被処理基板を覆って同期回転する蓋部とからなる回転カ
ップと、この回転カップの外側にあって排気穴を備え、
この回転カップと独立した回転数で回転する回転側壁と
からなる略密閉型スピンナ、ならびに上記略密閉型スピ
ンナを用い、塗布するスピンコート液の種類と所要の膜
厚に適合する回転数で回転カップ部を回転させ、塗布す
るスピンコート液の乾燥速度に適合した減圧度を得る回
転数で回転側壁を回転させるスピンコート方法により解
決することができる。
【００２３】
【作用】図２に示した従来の略密閉スピンナが排気穴５
を備えた回転カップよりなるのに対し、本発明は排気穴
を備えた部分を回転カップ部より分離するもので、これ
により所定の膜厚を得る回転カップの回転数と、最適な
減圧度を得る排気穴の回転数をそれぞれ最適値に保つこ
とによりフリンジの発生を無くするものである。
を備えた回転カップよりなるのに対し、本発明は排気穴
を備えた部分を回転カップ部より分離するもので、これ
により所定の膜厚を得る回転カップの回転数と、最適な
減圧度を得る排気穴の回転数をそれぞれ最適値に保つこ
とによりフリンジの発生を無くするものである。
【００２４】図１は本発明に係る略密閉型スピンナの断
面図と平面図であって、従来と異なることろは回転カッ
プ部９と蓋部10の端部を開放状態とし、回転カップの外
側に新たに設けた回転側壁11の側面で被処理基板１の延
長平面上に排気穴12を設けた点にある。すなわち、被処
理基板１は真空吸着機能を備えたポスト６により回転カ
ップ部９に固定されており、一方、蓋部10は支柱13（こ
の図の場合４個）により回転カップ９に係止されてい
る。
面図と平面図であって、従来と異なることろは回転カッ
プ部９と蓋部10の端部を開放状態とし、回転カップの外
側に新たに設けた回転側壁11の側面で被処理基板１の延
長平面上に排気穴12を設けた点にある。すなわち、被処
理基板１は真空吸着機能を備えたポスト６により回転カ
ップ部９に固定されており、一方、蓋部10は支柱13（こ
の図の場合４個）により回転カップ９に係止されてい
る。
【００２５】そして、かゝる回転カップと微小距離をお
いて独自に回転する回転側壁11があり、排気穴12を形成
する上部回転側壁14とは支柱15（この図の場合４個）に
より固定されている。
いて独自に回転する回転側壁11があり、排気穴12を形成
する上部回転側壁14とは支柱15（この図の場合４個）に
より固定されている。
【００２６】次に、この略密閉スピンナの使用法として
は被処理基板１を回転カップ部９の上に固定した後、レ
ジスト液を基板の中心に滴下し、蓋部10を回転カップ部
９に設けてある穴に挿入してバイオネット法で係止す
る。
は被処理基板１を回転カップ部９の上に固定した後、レ
ジスト液を基板の中心に滴下し、蓋部10を回転カップ部
９に設けてある穴に挿入してバイオネット法で係止す
る。
【００２７】そして使用するレジスト液により決めてあ
る回転数で回転カップを、また必要とする減圧度となる
回転数で回転側壁11を同時に回転することにより被処理
基板上にフリンジのない塗膜を形成するものである。
る回転数で回転カップを、また必要とする減圧度となる
回転数で回転側壁11を同時に回転することにより被処理
基板上にフリンジのない塗膜を形成するものである。
【００２８】
【実施例】実施例１：（レチクル用フォトマスクの形
成）大きさが127mm(５インチ）角で厚さが2.28mm(9/100
インチ) の石英ガラス製の基板を用い、これに電子線ポ
ジ型レジスト( 品名EBR-9,東レ製) を5000Åの厚さに形
成した条件を述べると次のようになる。
成）大きさが127mm(５インチ）角で厚さが2.28mm(9/100
インチ) の石英ガラス製の基板を用い、これに電子線ポ
ジ型レジスト( 品名EBR-9,東レ製) を5000Åの厚さに形
成した条件を述べると次のようになる。
【００２９】アルミニウム合金製で図１に示す構造の略
密閉型スピンナを用い、回転カップ部９の中央にポスト
６により真空吸着して固定した後、上記レジストを滴下
し、蓋部10を閉めた後、回転カップを3000 rpmで、また
回転側壁11を2000 rpmの回転速度で20秒間スピンコート
した結果、厚さが約5000Åでフリンジのないレジスト塗
膜を得ることができた。 比較例１：（レチクル用フォトマスクの形成）実施例１
と同じ大きさの基板とレジスト液を用い、図２に示す従
来の略密閉スピンナを用い、3000 rpmで20秒間スピンコ
ートし、厚さが約5000Åのレジストを得たが、基板の四
隅にはフリンジが発生していた。
密閉型スピンナを用い、回転カップ部９の中央にポスト
６により真空吸着して固定した後、上記レジストを滴下
し、蓋部10を閉めた後、回転カップを3000 rpmで、また
回転側壁11を2000 rpmの回転速度で20秒間スピンコート
した結果、厚さが約5000Åでフリンジのないレジスト塗
膜を得ることができた。 比較例１：（レチクル用フォトマスクの形成）実施例１
と同じ大きさの基板とレジスト液を用い、図２に示す従
来の略密閉スピンナを用い、3000 rpmで20秒間スピンコ
ートし、厚さが約5000Åのレジストを得たが、基板の四
隅にはフリンジが発生していた。
【００３０】
【発明の効果】現在、半導体ICの製造において最も大き
なチップサイズは20mm角であり、そのため縮小投影露光
を行うレチクルにはその５倍の大きさのマスクパターン
すなわち、100 mm角のパターンを描画する必要があり、
実際には周辺パターンを伴うことから、110 mm角のマス
クパターンを形成する必要がある。
なチップサイズは20mm角であり、そのため縮小投影露光
を行うレチクルにはその５倍の大きさのマスクパターン
すなわち、100 mm角のパターンを描画する必要があり、
実際には周辺パターンを伴うことから、110 mm角のマス
クパターンを形成する必要がある。
【００３１】然し、５インチ角の石英ガラス基板を用い
てレチクルを形成する場合、図２に示す従来の略密閉型
スピンナではフリンジの発生があるために有効パターン
面積は約80 mm 角であり、従ってチップサイズが20 mm
のものは転写できなかったが、本発明に係る略密閉型ス
ピンナを使用すると有効パターン面積は110 mm角に拡大
したためにレチクルの形成が可能となった。
てレチクルを形成する場合、図２に示す従来の略密閉型
スピンナではフリンジの発生があるために有効パターン
面積は約80 mm 角であり、従ってチップサイズが20 mm
のものは転写できなかったが、本発明に係る略密閉型ス
ピンナを使用すると有効パターン面積は110 mm角に拡大
したためにレチクルの形成が可能となった。
【００３２】なお、本発明に係る略密閉型スピンナはレ
ジストの塗布に限らず、先に記したようにガラス層形成
液や紫外線硬化性ポリイミド液の塗布など広い分野に亙
って使用することができる。
ジストの塗布に限らず、先に記したようにガラス層形成
液や紫外線硬化性ポリイミド液の塗布など広い分野に亙
って使用することができる。
【図１】本発明に係る略密閉型スピンナの断面図（Ａ）
と平面図（Ｂ）である。
と平面図（Ｂ）である。
【図２】従来の略密閉型スピンナの構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図３】フリンジの発生状態を示す平面図（Ａ）と断面
図（Ｂ）である。
図（Ｂ）である。
１ 被処理基板 ２ フリンジ ３，10 蓋部 ４，９ 回転カップ部 ５，12 排気穴 11 回転側壁
Claims (2)
- 【請求項１】 スピンコート液を滴下した被処理基板
(1) を真空吸着する機能を備えて回転する回転カップ部
(9) と、該回転カップ部(9) に係止し、被処理基板(1)
を覆って同期回転する蓋部(10)とからなる回転カップ
と、 該回転カップの外側にあり、排気穴(12)を備え、
該回転カップと独立した回転数で回転する回転側壁(11)
と、からなることを特徴とする略密閉型スピンナ。 - 【請求項２】 スピンコート液を滴下した被処理基板
(1) を真空吸着する機能を備えて回転する回転カップ部
(9) と、該回転カップ部(9) に係止し、被処理基板(1)
を覆って同期回転する蓋部(10)とからなる回転カップ
と、該回転カップの外側にあり、排気穴(12)を備え、該
回転カップと独立した回転数で回転する回転側壁(11)
と、からなる略密閉型スピンナを用い、 塗布するスピンコート液の種類と所要の膜厚に適合する
回転数で回転カップ部(9) を回転させ、塗布するスピン
コート液の乾燥速度に適合した減圧度を得る回転数で回
転側壁(11)を回転させる ことを特徴とするスピンコート
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038200A JP2541385B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 略密閉型スピンナとスピンコ―ト方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038200A JP2541385B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 略密閉型スピンナとスピンコ―ト方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04277059A JPH04277059A (ja) | 1992-10-02 |
| JP2541385B2 true JP2541385B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=12518708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3038200A Expired - Fee Related JP2541385B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 略密閉型スピンナとスピンコ―ト方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2541385B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-05 JP JP3038200A patent/JP2541385B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04277059A (ja) | 1992-10-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960604 |
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