JP3280791B2 - 塗膜形成方法 - Google Patents
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Description
体ウェーハ等の表面に塗膜を形成する方法に関する。
(以下、単に基板とする)に平坦化膜としてSOG(Sp
in-On-Glass:珪素化合物を有機溶媒に溶解した溶液、
及びこの溶液を塗布・焼成することで形成される酸化珪
素膜)膜を形成する従来方法の回転速度と経過時間との
関係を示すグラフであり、従来にあってはスピンナーの
回転速度をいきなり約5000rpmまで上げ、そのまま3秒
程回転速度を維持して塗布を終了するようにしている。
たSOG膜の厚みを示す断面図であり、基板W表面には
Al等からなるツインパターン101,102及びグロ
ーバルパターン103が形成されており、ツインパター
ン101,102間には塗布液が入りにくくSOG膜1
04の厚みT1は所要の厚みより薄くなり、逆にグロー
バルパターン103上の厚みT2は所要の厚みより厚く
なってしまう。
な厚みで形成する方法として、特開昭62−19083
8号公報、特開昭63−313160号公報及び特開平
2−156626号公報に開示される方法がある。これ
ら公報に開示される方法は、基板の回転を回転速度が異
なる第1回転と第2回転に分けて行うようにしたもので
あるが、SOG溶液により均一な膜を形成するまでには
至っていない。
回転を第1回転と第2回転に分けて行う方法を、そのま
ま表面に凹凸部が形成された基板に適用しても、所要の
膜厚を得ることはできず、結局エッチバック工程を付加
しなければならず、またエッチバックを行なうための装
置を別途必要とし、更に、一旦形成したSOG膜を除去
するのであるから材料的にも無駄が生じる。
願の第1発明は、凹凸部が形成された板状被処理物表面
にSOG溶液を滴下し、板状被処理物を回転せしめるこ
とで発生する遠心力でSOG溶液を板状被処理物表面に
拡散せしめるようにした塗膜形成方法において、前記板
状被処理物の回転を低速の第1回転と高速の第2回転に
分け、第1回転と第2回転との間隔は第1回転の回転時
間の10倍以上とし、第2回転の回転時間は第1回転の
回転時間の3倍以上とし、且つ第1回転の時間は2秒未
満とした。
れた板状被処理物表面にSOG溶液を滴下し、板状被処
理物を回転せしめることで発生する遠心力でSOG溶液
を板状被処理物表面に拡散せしめるようにした塗膜形成
方法において、前記板状被処理物の回転は低速の第1回
転と中速及び高速の第2回転に分けて行い、第1回転と
第2回転との間隔は第1回転の回転時間の10倍以上と
し、第2回転の回転時間は第1回転の回転時間の6倍以
上とし、且つ第1回転の時間は2秒未満とした。尚、本
発明における低速回転は1000rpm以下、中速回転
は2000〜3000rpm、高速回転は中速回転に更
に2000rpm加算した回転数とし、第1回転の時間
は回転数にもよるが2秒未満、好ましくは1秒未満であ
る。
り、また第1回転よりも第2回転を高速にすることで、
第1回転により板状被処理物表面全面へのSOG溶液の
濡れをなし、続く第2回転により該被処理物の凹部への
SOG溶液の充填と、凸部の余剰SOG溶液の除去を行
い、所要の膜厚が得られる。
説明する。ここで、図1は本発明方法の実施に用いる回
転カップ式塗布装置の断面図であり、回転カップ式塗布
装置は、環状のアウターカップ1内にインナーカップ2
を配置し、このインナーカップ2をスピンナー装置3の
軸に取り付け、インナーカップ2を高速で回転せしめる
ようにし、またスピンナー装置3の軸の上端には半導体
ウェーハ等の基板Wを吸着固定する真空チャック4を設
け、更にアウターカップ1にはインナーカップ2からの
ドレンを受ける回収通路5を形成している。
カップ2の開口は開閉自在な蓋体6,7にて気密に閉塞
され、インナーカップ2用の蓋体7の下面には真空チャ
ック4上に固着された基板W表面との間に極めて限られ
た空間を形成する整流板8を取り付けている。
W表面にSOG溶液を均一に塗布するには、アウターカ
ップ1及びインナーカップ2の上面を開放して真空チャ
ック4上に固着している基板Wの表面にSOG溶液を滴
下し、次いで蓋体6,7でアウターカップ1及びインナ
ーカップ2の上面開口を閉じ、スピンナーによって真空
チャック4とインナーカップ2を一体的に回転せしめ、
遠心力によりSOG溶液を基板Wの表面に塗布する。
2内のガス(空気)は外部(回収通路)に排出され、イ
ンナーカップ2内は減圧され、また基板Wの表面と整流
板8下面との隙間は極めて小さいため、回転中に基板表
面のSOG溶液には実質的に気流は作用せず遠心力のみ
が作用する。
速度と経過時間との関係を示すグラフ、図3(a)
(b)(c)はそれぞれ図2に示したA、B、Cの各時
点における塗膜の厚みを示す断面図であり、第1発明に
あっては基板Wの回転を低速(1000rpm)の第1回転と
高速(5000rpm)の第2回転に分けて行い、第1回転と
第2回転との間隔は第1回転の回転時間(1秒)の10
倍以上とし、且つ第2回転の回転時間は第1回転の回転
時間の3倍以上としている。
3(a)に示すようにツインパターン11,12及びグ
ローバルパターン13上には所要の厚み以上のSOG塗
布液14が盛られ、ツインパターン11,12間には所
要の厚み以下のSOG塗布液14が入り込んでいる。
示すようにパターン上に盛られたSOG塗布液14がパ
ターン間に流れ込み、更に時点Cにおいては、図3
(c)に示すようにツインパターン11,12上のSO
G塗布液14の厚みは略0になり、またグローバルパタ
ーン13上のSOG塗布液14の厚みは中央部は多少厚
いが全体的に薄くなる。
1,12間のSOG膜14の厚みT1、グローバルパタ
ーン13上のSOG膜14の厚みT2はほぼ所要のもの
が得られる。尚、第1回転と第2回転との間隔について
は第1回転の回転時間の10倍未満とした実験を行った
が、SOG膜14のなじみが不十分でツインパターン1
1,12間のSOG膜14の厚みが不十分となり、また
第2回転の回転時間を第1回転の回転時間の3倍未満と
した実験を行ったがツインパターン11,12上及びグ
ローバルパターン13上のSOG膜14の厚みが十分に
薄くならなかった。したがって、第1回転と第2回転と
の間隔は第1回転の回転時間の10倍以上とし、且つ第
2回転の回転時間は第1回転の回転時間の3倍以上とす
る。
速度と経過時間との関係を示すグラフであり、第2発明
にあっては基板Wの回転を低速(900rpm)の第1回転
(1秒)と、中速(2000〜3000rpm)と高速(中速+200
0rpm以上)とを連続して行う第2回転とに分けて行い、
中速回転については3〜7秒(第1回転の5倍)、高速
(5000rpm)回転については1秒(第1回転と同じ)以
上とした。また、第1回転と第2回転との間隔は第1発
明と同様に第1回転の回転時間の10倍以上とし、更に
第2回転の回転時間は第1回転の回転時間の6倍以上と
している。尚、第1回転と第2回転との間隔について
は、短すぎると溶剤の動きが終了せず長すぎると溶剤の
乾燥が始ってしまうので、第1回転の5倍以上30倍以
下とする。また、第2回転の回転時間を第1回転の回転
時間の3倍未満として場合には均一な塗布ができなかっ
た。
て形成された塗膜の厚みを示す断面図であり、この図か
らも明らかなように第2発明によれば、グローバルパタ
ーン13の中央部に残っていたSOG塗布液14の若干
厚い部分も均一に薄くなることが分る。
配線等の凹凸部が形成された基板表面にSOG溶液を滴
下し、基板を回転せしめることで発生する遠心力でSO
G溶液を基板表面に拡散せしめるようにした塗膜形成方
法において、前記基板の回転を第1回転と第2回転に分
け、第1回転は低速とし第2回転は高速若しくは中速と
高速とし、この第1回転と第2回転との間隔は第1回転
の回転時間の10倍以上としたので、基板表面に対する
SOG溶液のなじみがよくなり、また第2回転の回転時
間を第1回転の所定倍以上とすることで、SOG溶液の
拡散が充分になされ、所要の膜厚が得られる。
置の断面図
時間との関係を示すグラフ
A、B、Cの各時点における塗膜の厚みを示す断面図
時間との関係を示すグラフ
た塗膜の厚みを示す断面図
関係を示すグラフ
断面図
ナー装置、4…真空チャック、11,12,13…凸パ
ターン、14…SOG膜、W…基板。
Claims (3)
- 【請求項1】 凹凸部が形成された板状被処理物表面に
SOG溶液を滴下し、板状被処理物を回転せしめること
で発生する遠心力でSOG溶液を板状被処理物表面に拡
散せしめるようにした塗膜形成方法において、前記板状
被処理物の回転は低速の第1回転と高速の第2回転に分
けて行い、第1回転と第2回転との間隔は第1回転の回
転時間の10倍以上とし、第2回転の回転時間は第1回
転の回転時間の3倍以上とし、且つ第1回転の時間は2
秒未満としたことを特徴とする塗膜形成方法。 - 【請求項2】 凹凸部が形成された板状被処理物表面に
SOG溶液を滴下し、板状被処理物を回転せしめること
で発生する遠心力でSOG溶液を板状被処理物表面に拡
散せしめるようにした塗膜形成方法において、前記板状
被処理物の回転は低速の第1回転と中速及び高速の第2
回転に分けて行い、第1回転と第2回転との間隔は第1
回転の回転時間の10倍以上とし、第2回転の回転時間
は第1回転の回転時間の6倍以上とし、且つ第1回転の
時間は2秒未満としたことを特徴とする塗膜形成方法。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の塗膜形成方法
において、SOG溶液の拡散は実質的にSOG溶液に気
流が作用しない雰囲気下で行うようにしたことを特徴と
する塗膜形成方法。
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