JP4501292B2 - 被塗布基材及び塗布材の塗布方法並びに素子の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、被塗布部材及び塗布材の塗布方法に関し、特に、曲面を有する基材にレジストを塗布して、均一な膜厚分布を得ることができるものに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば光リソグラフ、EB(電子ビーム)リソグラフなどにおいて、基材上の平面に、レジスト等の塗布材を回転塗布するいわゆるスピンコートが知られている。
【0003】
このスピンコートでは、平板状の基材の中央部付近にレジスト液滴を垂らすとともに、前記基材を回転させることで、当該回転による遠心力を受けて前記レジストが前記基材の表面上を塗り広がると同時に、余分なレジストを回転により振り切ることとなる。なお、基材上のレジストの膜厚分布は、レジストの物性(粘度、表面張力等)と基材を回転させる場合の回転数、周囲環境条件(温度等)により決まる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のスピンコートにおいては、塗布対象の基材の一面が平面である場合には、ほぼ均一な膜厚分布を得ることができるものの、一面に曲面形状を有する基材に対して同様のスピンコートを行うと、均一な膜厚分布を得ることはできずにいた。
【0005】
乃ち、例えば図16に示すような曲面形状を有する基材200に対してレジスト塗布を行うと、膜厚が不均一となる領域が生じていた。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、曲面形状を有する基材において生じる膜厚の不均一を防止することのできる被塗布部材及び塗布材の塗布方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、少なくとも一面に曲面部を有し、少なくとも該曲面部に対して塗布材が塗布される被塗布基材であって、当該被塗布基材自身の回転に伴い前記曲面部の頂部に滴下された前記塗布材が、ほぼ均一な膜厚を維持しつつ前記頂部より前記曲面部の周辺に向かうに従い滑らかに流下するように形成された周囲面部を設け、前記周囲面部は、前記曲面部の周囲に亘って形成された周囲平面部と、前記塗布材が滑らかに流下するように、前記周囲平面部と前記曲面部との境界領域に形成された周囲曲面部と、を含むことを特徴としている。
【0009】
また、請求項11に記載の発明は、塗布材が塗布される被塗布基材を回転させて、少なくとも一面に曲面部を有する前記被塗布基材に前記塗布材を塗布する塗布材の塗布方法であって、前記被塗布基材の前記曲面部の頂部に対して前記塗布材を滴下し、前記被塗布基材の回転に伴い前記頂部に滴下された前記塗布材が、ほぼ均一な膜厚を維持しつつ前記頂部より前記曲面部の周辺の周囲面部に向かうに従い滑らかに流下しながら前記塗布材が塗布される塗布材塗布工程を有し、前記周囲面部は、前記曲面部の周囲に亘って形成された周囲平面部と、前記塗布材がなだらかに流下するように、前記周囲平面部と前記曲面部との境界領域に形成された周囲曲面部と、を含み、前記塗布材塗布工程は、前記曲面部より前記周囲曲面部を介して前記周囲平面部に向けて前記塗布材が滑らかに流下しながら、前記塗布材が前記曲面部及び前記周囲曲面部並びに前記周囲平面部に塗布される工程を含むことを特徴としている。
【0010】
また、請求項21に記載の発明は、少なくとも一面に形成された曲面部と、前記曲面部の周囲に亘って形成された周囲平面部と、回転に伴い前記曲面部の頂部に滴下されたレジストが、ほぼ均一な膜厚を維持しつつ前記頂部より前記曲面部の周辺に向かうに従い滑らかに流下するように、前記周囲平面部と前記曲面部との境界領域に形成された周囲曲面部と、を含んでなる前記レジストが塗布される素子を、所定の加工を施すことにより製造する素子の製造方法であって、前記曲面部の頂部にて滴下された前記レジストが、当該曲面部の頂部より前記周囲曲面部を介して前記周囲平面部に向けて滑らかに流下しながら、前記レジストが前記曲面部及び前記周囲曲面部並びに前記周囲平面部に塗布される塗布工程と、前記レジストが塗布された前記周囲平面部及び前記周囲曲面部が切削される工程と、を含むことを特徴としている。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態の一例について、図面を参照して具体的に説明する。
【0012】
[第1の実施の形態]
(全体構成)
先ず、本発明の特徴的な構成である被塗布基材の説明に先立って、レジスト塗布装置の全体の概略構成について、図1を参照して説明する。図1は、本例のレジスト塗布装置の全体の概略構成を示す説明図である。
【0013】
本例のレジスト塗布装置1(塗布材塗布装置)は、図1に示すように、塗布材例えばレジストが塗布される被塗布基材である被レジスト塗布基材10を回転軸Aを中心にして回転しつつ保持する保持部材であるスピンコータチャック20と、このスピンコータチャック20を回転、上下及び水平方向に駆動するための駆動手段30と、この駆動手段30において回転する場合のスピンコータチャック20の回転数を制御する回転数制御手段32と、塗布材であるレジスト(図1に示すL)を、被レジスト塗布基材10に対して回転中心軸Aの位置にて上方向から滴下することでレジストを塗布する塗布材塗布手段34と、この塗布材塗布手段34にて塗布されるレジストの量を調整制御する塗布量制御手段36と、前記レジストの粘度を制御する粘度制御手段37と、塗布されるレジストの膜厚がほぼ均一となるように例えば所定のレジスト量と回転数との相関関係を示した相関テーブルやさらには周囲環境条件例えば温度制御条件をも加味した条件情報などの各種制御条件情報を格納した記憶手段38と、この記憶手段38での各種制御条件情報に基づき、上述の各部乃ち塗布量制御手段36並びに回転数制御手段32などの全体の制御を司る制御手段40と、を含んで構成されている。
【0014】
なお、当然のことながら、このレジスト塗布装置1には、レジスト塗布時にレジスト塗布の制御条件の一つである周囲環境条件例えば温度条件を膜厚がほぼ均一となるように制御するために上述の制御手段40とリンクする図示しない温度制御手段を備えることとなる。また、この温度制御条件としては、例えば22〜24℃等にて設定制御されることが好ましい。
【0015】
被レジスト塗布基材10は、レンズ等を形成するのに好ましい材質、例えば樹脂部材例えばポリオレフィン等にて形成され、断面略半円状に形成されて曲面を構成する曲面部12と、この曲面部12の周辺領域に亘って形成される周囲平面部14と、前記曲面部12とこの周囲平面部14との間が滑らかな曲面となるように形成された周囲曲面部16と、を含んで構成されている。なお、本例の周囲平面部14と、周囲曲面部16とで、本発明の「周囲面部」を構成している。
【0016】
スピンコータチャック20は、被レジスト塗布基材10を回転保持するために、被レジスト塗布基材10の周縁部を規定することで、回転する際の遠心力が生じる第1の方向Fでの移動を規制する第1の方向規制部、あるいは被レジスト塗布基材10をチャックするためのチャック部である凹部側壁部22と、被レジスト塗布基材10の底面を自重により保持する凹部底壁部24と、を有してなり、断面略凹状に形成されている。すなわち、スピンコータチャック20は、凹部を形成している。
【0017】
駆動手段30は、スピンコータチャック20を、回転中心軸Aを中心としてθ方向に回転駆動する不図示のθ方向駆動手段と、スピンコータチャック20を、上下のZ軸方向に昇降駆動するZ軸方向駆動手段(不図示)と、被レジスト塗布面を構成するXY平面上をX軸及びY軸方向にそれぞれ、スピンコータチャック20を移動させるように駆動するX軸方向駆動手段及びY軸方向駆動手段(不図示)と、被レジスト塗布基材10を載置したスピンコータチャック20を、所定の載置位置よりレジスト塗布位置まで搬送した後に、レジスト塗布位置でのスピンコータチャック20のアライメント動作を行うための各方向(θ方向・Z方向・X方向・Y方向)の各調整機構(不図示)と、を含んで構成されている。
【0018】
(本発明の特徴的構成)
ここで、本発明の特徴、すなわち、被レジスト塗布基材10について図1〜図3を用いて説明する。
【0019】
本例の被レジスト塗布基材10は、レジストと親和性を持たせるための表面処理後、レジストがスピンコートされるものであり、上述のように曲面部12、周囲平面部14、周囲曲面部16を構成している。
【0020】
具体的には、図3に示すように、曲面例えば球面の頂部X1(被レジスト塗布基材10の頂部)よりX2に至る領域を曲面部12とし、一方、被レジスト塗布基材10の周縁X4よりX3に至る球面である曲面部12の周辺に亘って形成された周囲領域を周囲平面部14とし、X2からX3の間までの周囲平面部14と曲面部12との境界領域を周囲曲面部16としている。これにより、曲面部12より周囲曲面部16を介して周囲平面部14に向けてレジストが滑らかに流下しながら、レジストが曲面部12及び周囲曲面部16並びに周囲平面部14に塗布される。
【0021】
曲面部12は、図2(B)に示すように、滴下されたレジストが付着する頂部中心より、レジスト塗布後に膜厚分布がほぼ均一となることが必要とされる所定の有効径r1(図2(B)においては、説明を簡単にするために片側の領域のみを図示しており、本例において「径」とは半径を意味する。しかし、球面の場合は、概念上は、半径を2倍とすれば直径となるので「径」を直径を意味するように用語を置き換えたとしても相違はない)までの有効曲面部12aを含む。なお、曲面部12は、図2(B)に示すような球面に限らず、非球面である他のあらゆる曲面であってもよい。
【0022】
周囲平面部14は、図2(A)に示すように、被レジスト塗布基材10自身の位置を認識するための位置認識部15を有する。
【0023】
この位置認識部15は、複数例えば3個形成されており、本例においては、図2(B)に示すように、断面凸状の凸部を構成している。これにより、周囲平面部14の表面がレジストにより被覆されたとしても、凸状の位置認識部15によって、次工程の例えば露光等の位置認識を行うことができる。
【0024】
乃ち、より詳細には、周囲平面部14の位置認識部15にレジストが塗り広がらないようにしたことで、位置認識部15の認識精度が向上し、次工程の露光装置、EB(電子ビーム)描画装置での位置決め精度を向上させることができる。
【0025】
なお、位置認識部15の配置位置は、有効曲面部12aの有効径r1の少なくともほぼ3倍より離間した位置r3にて形成することが好ましい。こうすると、周囲曲面部16と干渉しないからである。
【0026】
さらに、上述の例では、位置認識部15を、凸状の凸部にて形成する例を挙げたが、これに限定されず、断面凹状の凹部であっても、さらには、位置認識マークにて形成する構成としてもよい。このような構成によっても上記同様の作用効果を奏することができる。
【0027】
周囲曲面部16は、図2(B)に示すように、曲面部12の第1の半径R1が、周囲曲面部16を構成する曲面の第2の半径R2のほぼ1倍〜ほぼ10倍にて形成されるように、構成することが好ましい。さらには、第2の半径R2の接線の傾きがほぼゼロになる周囲平面部14と周囲曲面部16との境界領域位置X3を、有効曲面部12aの有効径r1の少なくともほぼ2倍より離間した位置r2に形成することが好ましい。こうすると、周囲曲面部16によるレジストの滑らかな流下を促し、有効径r1内の曲面部12aに均一な膜厚を得ることができるからである。
【0028】
この点について詳述すると、例えば、図7に示すように、有効径(図2(B)におけるr1)と、接線の傾きがほぼ0になる点まででの距離(図2(B)におけるr2との関係は、第1の半径R1=4mmの曲面で、有効径をr1=2mm得るにあたって、第2の半径R2の接線の傾きがほぼ0になる点を、基材10の回転中心からr2=4mmとした場合、基材10の回転中心からほぼ2mmまで、ほぼ均一な膜厚を得ることができたことが判明した。これによって、周囲平面部14と周囲曲面部16との境界領域位置X3を、有効径r1の少なくともほぼ2倍より離間した位置r2に形成することが好ましい理由が得られる。
【0029】
なお、本例においては、周囲曲面部16を、球面に形成する例を示したがこれに限定されず、非球面であるあらゆる曲面にて形成してもよい。あるいは、レジスト膜の膜厚の均一化を得ることができのであれば、周囲曲面部16を曲面と平面(テーパ)との組み合わせや平面にて形成してもよい。
【0030】
ここで、本例においては、塗布材であるレジストを、所定のせん断応力がかかった際にのみ流動性を発揮する組成とするのが好ましい。この組成としては、例えば、粘度が少なくともほぼ15(mPa・S)より大きい(高い)レジストを用い、スピンコートを行うことが好ましい。こうすると、回転停止時には、図1に示すように、レジストLを滴下すると曲面部12の頂部にレジストLが粘性により保持され、回転を開始すると遠心力及びレジストLの自重によって矢印T方向に沿ってレジストLが膜厚が均一となるように周囲領域に広がるからである。
【0031】
逆に言えば、スピンが開始する前に曲面部12を液が垂れきることなくスピンコートを行うことができる。
【0032】
因みに、レジストLの異なる粘性における、レジストLの膜厚とスピンコータチャック20の回転数との関係は、図6に示すようになり、粘性がほぼ15(mPa・S)以上であると回転数が1000(rpm)以上では、回転数の増加に関わらず膜厚はほぼ一定となる。これによって、細かい特別な回転数の制御を行わなくても膜厚の均一化が得られる。さらには、これらの粘性がほぼ15(mPa・S)以上の各粘性における回転数と膜厚との関係を示した相関テーブルを図1の記憶手段38などに格納することにより、粘度制御手段37は、所望のレジストの粘度に応じた回転数の制御をも行うことができる構成とすればより好ましい。
【0033】
さらに、周囲曲面部16を構成したことにより、曲面部12と周囲平面部14との間のなだらかな曲面によってレジストLが滑らかに流下しつつ広がることとなり、曲面部12におけるレジスト塗布膜厚の均一化を図ることができる。
【0034】
また、曲面部12の周辺領域に周囲平面部14を形成したことにより、図2(A)に示すように、周囲平面部14の外周、乃ち、曲面部の頂部X1から等高の位置からレジストLが飛散することにより、レジスト膜に外周方向への均一な力(レジストの粘性、遠心力、並びに降下する際の重力等の組み合わせ)が加わり膜厚をコントロールできるようになった。
【0035】
さらにまた、被レジスト塗布基材10の材質を例えば樹脂部材にて形成することにより、被レジスト塗布基材10を射出成型や切削成型等の加工が容易となり、供給しやすくすることができる。
【0036】
すなわち、本発明者等が鋭意検討した結果、電子ビーム用レジスト、現像液に用いられる溶剤例えばエチルセロソルアセテート、PGMEA、MIBK、酢酸エチル、酢酸イソアミル等に対して、被レジスト塗布基材10を、樹脂例えばボリオレフィン等にて形成したときに、溶剤による変化が少ないことが判明した。なお、PMMAやポリカーボネートなどは適さないことも判明した。
【0037】
さらに、被レジスト塗布基材10を、第1導電型の不純物部材例えば、n型シリコン等にて形成することが好ましい。こうすると、レジスト塗布後の光学的な膜厚評価を適用しやすいからである。
【0038】
この点について詳述すると、図8に示すように、n型シリコンを用いた場合に、有効径(図2(B)におけるr1)と、接線の傾きがほぼ0になる点まででの距離(図2(B)におけるr2との関係は、第1の半径R1=4mmの曲面で、有効径をr1=2mm得るにあたって、第2の半径R2の接線の傾きがほぼ0になる点を、基材10の回転中心からr2=4mmとした場合、スピンコート後、200℃、20(min)でベーキングしたところ、基材10の回転中心からほぼ4mmまで、ほぼ均一な膜厚を得ることができたことが判明した。
【0039】
さらに、n型シリコンの場合には、レジストのガラス転移温度以上に温度を上げることができ、レジストが溶け、表面張力でレベリングさせて、均一な膜厚を得られるという作用効果がある。また、レジスト層とシリコン層の屈折率界面がはっきりし、レジスト塗布後の光学的な膜厚評価を適用しやすい。なお、ポリオレフィンは、ガラス転移点Tgが132℃で、電子ビーム用レジストの主成分PMMAの場合のTg=105℃に対して余裕がなく、基材10が熱変形することも判明した。このようにn型シリコンでは、高熱に耐えうるという作用効果がある。
【0040】
さらに、位置認識部15の形状を凹部とした場合には、図9に示すように、レジストが塗れ広がることを防止するための凹部の設置位置が、有効径r1の2倍程度の位置の場合には、エッジ部の膜厚の乱れが、曲面部12に伝わることが判明した。一方、図10に示すように、凹部の設置位置を、有効径r1のほぼ3倍以上の位置とした場合には、このような膜厚の乱れが曲面部12に伝わらないことが判明した。従って、位置認識部15として凹部を形成した場合には、有効曲面部12aの有効径r1の少なくともほぼ3倍より離間した位置r3にて形成することが好ましいことがわかる。
【0041】
また、被レジスト塗布基材10の回転中心とスピンコータチャック20の回転中心が一致しない場合には、フラッターがおき、均一な膜厚分布を得られない。これに対し本例では、被レジスト塗布基材10の回転中心と、スピンコータチャック20の回転中心を、公差が例えばほぼ1mm以内となるように一致させてスピンコートした場合には、均一な膜厚分布を得ることができる。
【0042】
さらには、被レジスト塗布基材10の回転中心と、被レジスト塗布基材10の外形中心との公差を、例えばほぼ0.5mm以内にした被レジスト塗布基材10において、スピンコータチャック20の回転中心と、被レジスト塗布基材10とスピンコータチャック20との機械的取り合い部との公差を、例えばほぼ0.5mm以内にした場合に、被レジスト塗布基材10の回転中心とスピンコータチャック20の回転中心とを一致させてスピンコートできるようにすると、均一な膜厚分布を得ることができる。
【0043】
(動作について)
次に、上述のような構成を有する被レジスト塗布基材にレジストを塗布する場合の塗布工程を、被レジスト塗布基材の作用とともに図1〜図5を参照しつつ説明する。
【0044】
不図示の搬送手段によって搬送された被レジスト塗布基材10を、スピンコータチャック20上に載置する。この際に、スピンコータチャック20には、凹部が形成されているので、被レジスト塗布基材10が当該凹部内に挿入されることで一義的に保持固定される。そして、所定のレジスト滴下位置にて駆動手段30によりスピンコータチャック20のアライメント動作が行われる。
【0045】
そうすると、先ず、図1に示すように、塗布材塗布手段34にて所定量のレジストLを滴下しつつ、スピンコータチャック20を駆動手段30により、θ方向に回転することとなる。
【0046】
この際に、膜厚が均一となるような、レジスト塗布量、スピンコータチャック20の回転数、環境条件などの各種制御条件は、塗布量制御手段36及び回転数制御手段32並びに制御手段40により制御される。
【0047】
次に、レジストが滴下されつつ、所定の回転数にて回転されると、レジストLは、図1に示す矢印Tに示すように、曲面部12から周囲曲面部16を経由して周囲平面部14にまで広がることとなる。
【0048】
この際に、図3に示すように、X1からX2までの曲面部12にて広がる際には、曲面部12の曲面に沿ってレジスト(図2に示すL)が広がり、次に周囲曲面部16に至ると、前記曲面部12にて広がるレジストの速度に対して、ほぼ同様かより早い速度となって広がることとなる。これにより、曲面部12と周囲平面部14とが不連続な面である場合に周囲平面部14にレジストがぶつかる際に生じる衝撃に起因した減速により、膜厚が不均一となる場合に比して、周囲曲面部16の連続面によって滑らかにレジストが広がる。
【0049】
さらにこの場合に、曲面部12及び周囲平面部14において膜厚が均一となるが、この周囲曲面部16においては、その境界領域において不均一となる領域が生じることが考えられる。
【0050】
そのため、レジスト塗布後においては、周囲平面部14を、図4に示すように、周囲曲面部16を図5に示すように、各々切削加工することによって、曲面部12のみのレジストを塗布した被レジスト塗布基材10を構成することができる。
【0051】
以上のように本実施の形態によれば、スピンコート時に生じる遠心力が、曲面部上のレジストに均一に伝わり、レジストが周辺に塗り広がってゆく際の障害がなくなり、曲面部上に均一な膜厚分布が得られる。また、基材からレジスト液滴が離れる際の応力による膜厚の不均一部は、周囲曲面部にのみ生じる。
【0052】
また、被レジスト塗布基材の周囲平面部の位置認識部として凹部または凸部を形成することによって、位置認識部にレジストが塗り広がらないため、次工程の露光装置での位置認識部の認識精度が向上する。
【0053】
さらに、曲面を有する被レジスト塗布基材の回転中心と、スピンコータチャックの回転中心とが一致したので、スピンコート時に生じる遠心力が、曲面部上のレジストに均一に伝わり、曲面部上に均一な膜厚分布を得ることができる。
【0054】
[第2の実施の形態]
次に、本発明にかかる第2の実施の形態について、図11に基づいて説明する。なお、以下には、前記第1の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図11は、本例の被レジスト塗布基材の構成を示す説明図である。
【0055】
上述の第1の実施の形態では、被レジスト塗布基材の曲面部の突出高さを、曲面部が半球となる形状になるように形成したが、本例においては、その突出高さを低く形成することによって、被レジスト塗布基材の使用用途に応じて異なる形状とするものである。
【0056】
具体的には、本例の被レジスト塗布基材60は、図11に示すように、曲面部62と周囲曲面部64とを形成し、頂部X1からX5までの曲面部62とし、X5からX6までの周囲曲面部64としている。なお、第1の実施の形態のように、本例においては、周囲平面部を構成することを省略している。
【0057】
このような構成においても、レジスト塗布後においては、周囲曲面部64上では膜厚不均一領域が生じるものの、X1を中心とした膜厚の均一性が必要とされる有効曲面部の有効径r12を含む曲面部62では、膜厚の均一性が図られるので、最終加工工程において、周囲曲面部64を切削することにより、X1を中心とした膜厚の均一性が必要とされる有効曲面部の有効径r12を確保することができる。
【0058】
このために、例えば曲面部62の領域を、有効径r12より大きい範囲であれば、図11のX7までの径r13の領域にまで縮小して形成することもできる。
【0059】
以上のように本実施の形態によれば、上述の第1の実施の形態と同様の作用効果を奏しながらも、曲面部の突出高さもしくは楕円における短径の長さを変更することによって、被レジスト塗布基材を用途に応じた様々な形状とすることができる。
【0060】
[第3の実施の形態]
次に、本発明にかかる第3の実施の形態について、図12に基づいて説明する。図12は、本例の被レジスト塗布基材を示す説明図である。
【0061】
上述の第1の実施の形態では、被レジスト塗布基材の曲面部の形状を半球形状としたが、本例では、曲面部の曲率半径を変える構成としている。
【0062】
具体的には、本例の被レジスト塗布基材70の曲面部72は、図12に示すように、球面R1よりやや凸状の形状を構成している。このような構成であっても、第1の実施の形態同様、周囲平面部74及び周囲曲面部76を形成していることから、スピンコート後には、曲面部72においては、レジストの膜厚の均一化を図ることができる。
【0063】
[第4の実施の形態]
次に、本発明にかかる第4の実施の形態について、図13に基づいて説明する。図13は、本例の被レジスト塗布基材を示す説明図である。
【0064】
上述の第1の実施の形態では、被レジスト塗布基材の曲面部の構成を全てが曲面とする構成としたが、本例では、部分的に平面部と曲面部とを組み合わせた構成としている。
【0065】
なお、この場合において、複数の各曲面部での各曲面の曲率半径は、各々異なるように形成してもよい。
【0066】
具体的には、本例の被レジスト塗布基材80は、図13に示すように、曲面部82、周囲曲面部86、周囲平面部84を有する。
【0067】
曲面部82は、平面部82a、第1曲面部82b、第2平面部82cを含んで構成される。このような構成であっても、上記第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【0068】
なお、平面部82a、第2の平面部82cを異なる曲率半径の曲面部として構成してももちろん構わない。
【0069】
[第5の実施の形態]
次に、本発明にかかる第5の実施の形態について、図14(A)〜(C)に基づいて説明する。図14(A)〜(C)は、本例の被レジスト塗布基材を示す説明図である。
【0070】
上述の第1の実施の形態では、被レジスト塗布基材の周囲平面部の形状を(紙面の上からみて)ほぼ円形に形成したが、本例では、被レジスト塗布基材の周囲平面部の形状並びにスピンコータチャックの形状を、例えば図14(B)や図14(C)に示すような形状としている。
【0071】
具体的には、本例の被レジスト塗布基材100は、曲面部102と周囲平面部110並びに周囲曲面部104を有し、周囲平面部110は、図14(B)に示すように、略八角形状に形成される。また、被レジスト塗布基材100の形状に合わせてスピンコータチャックの形状をも略八角形状とする。これにより、スピンコート時においては、レジストLの飛散分布を所定の方向に規定することができる。
【0072】
同様にして、図14(C)に示す被レジスト塗布基材120は、曲面部122と周囲平面部126並びに周囲曲面部124を有し、周囲平面部126は、図14(C)に示すように、略方形状に形成される。また、被レジスト塗布基材120の形状に合わせてスピンコータチャックの形状をも略方形状とする。これにより、スピンコート時においては、レジストLの飛散分布を所定の方向に規定することができる。特に、角数が少ないことにより、より集中的に飛散させる場合の集中量が増す。
【0073】
なお、本発明にかかる装置と方法は、そのいくつかの特定の実施の形態に従って説明してきたが、当業者は本発明の主旨および範囲から逸脱することなく本発明の本文に記述した実施の形態に対して種々の変形が可能である。例えば、上述の各実施の形態では、周囲平面部を平面として形成したが、周囲外方に向かうに従い下方に傾斜するテーパに形成してもよいし、曲面部の膜厚均一化に支障をきたすことがない程度にやや曲がった曲面として形成しても、部分的に曲面や角部を有した構成であってもよい。
【0074】
さらに、半径がR1、R2である各曲面の曲率半径は、上述の条件を満たせば、任意に設定できる。
【0075】
また、位置認識部は、ある一点では凸部、他の一点では凹部を構成してもよく、さらには、各凹凸部は、異なる径の同心円上に離散して形成されても、一の同心円上において各凹凸が異なる間隔で形成されても、各凹凸が連続する溝として形成してもよい。
【0076】
さらにまた、上述の実施の形態では、位置認識部として、凹凸又は位置認識マークを形成すする構成としたが、例えば図15(A)(B)に示すような被レジスト塗布基材130のように、凹部又は凸部と、位置認識マークとを各々構成してもよい。具体的には、被レジスト塗布基材130は、有効曲面部132aを含む曲面部132、周囲平面部134,周囲曲面部136、周囲平面部134上に設けられたレジスト流出方向制御部材である凸部又は凹部135と、この凸部又は凹部135の外側であって周囲平面部134上に設けされた位置認識マーク136と、を含んで構成されている。これにより、凸部又は凹部135により、矢印Jのように、レジストが塗れ広がる方向を制御することができ、その外方に位置認識マーク136を形成することによって、この位置認識マーク136の周囲にレジストが塗り広がることはない。これにより、後工程での位置認識がより容易となる。なお、この位置認識マークは、周囲平面部と同一平面に構成することが好ましい。
【0077】
さらに、上述の各実施の形態同士、あるいは各変形例との組み合わせによる例をも含むことは言うまでもない。
【0078】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、被塗布基材に塗布材を回転塗布する時に生じる遠心力が、曲面部上の塗布材に均一に伝わり、塗布材が曲面部の周辺及び周囲面部に塗り広がってゆく際の障害がなくなり、曲面部上に均一な膜厚分布が得られる。また、被塗布基材から塗布材の液滴が離れる際の応力による膜厚の不均一部は、周囲曲面部にのみ生じる。この周囲曲面部は、膜厚の均一性に必要とされる有効曲面部の領域外であるので、後工程で切削等により処分され問題ない。
【0079】
また、被塗布基材の周囲平面部の位置認識部として凹部または凸部を形成することによって、位置認識部にレジストが塗り広がらないため、次工程の露光装置での位置認識部の認識精度が向上する。
【0080】
さらに、被塗布基材の回転中心と、保持部材の回転中心とを一致させる構成としているので、回転塗布時に生じる遠心力が、曲面部上の塗布材に均一に伝わり、曲面部上に均一な膜厚分布を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレジスト塗布装置の全体の概略を示す説明図である。
【図2】同図(A)は、図1のレジスト塗布装置にて処理される被レジスト塗布基材を示す平面図であり、同図(B)は、当該被レジスト塗布基材の部分的な断面を示した概略説明図である。
【図3】図1のレジスト塗布装置にて処理される被レジスト塗布基材の加工工程の一例を示す説明図である。
【図4】図1のレジスト塗布装置にて処理される被レジスト塗布基材の加工工程の一例を示す説明図である。
【図5】図1のレジスト塗布装置にて処理される被レジスト塗布基材の加工工程の一例を示す説明図である。
【図6】レジストの粘性を変化させた場合のスピンコータチャックの回転数とレジストの膜厚との関係を示した特性図である。
【図7】有効曲面部の有効径と、周囲平面部と周囲曲面部との境界領域位置との位置関係において、基材の回転中心からの距離と膜厚との関係を示す説明図である。
【図8】被レジスト塗布基材にn型シリコンを用いた場合における被レジスト塗布基材の回転中心からの距離と膜厚との関係を示す説明図である。
【図9】位置認識部の配置位置を、有効径のほぼ2倍とした場合における、被レジスト塗布基材の回転中心からの距離と膜厚との関係を示す説明図である。
【図10】位置認識部の配置位置を、有効径のほぼ3倍とした場合における、被レジスト塗布基材の回転中心からの距離と膜厚との関係を示す説明図である。
【図11】 本発明のレジスト塗布装置にて処理される被レジスト塗布基材の他の実施の形態の一例を示す説明図である。
【図12】本発明のレジスト塗布装置にて処理される被レジスト塗布基材の他の実施の形態の一例を示す説明図である。
【図13】本発明のレジスト塗布装置にて処理される被レジスト塗布基材の他の実施の形態の一例を示す説明図である。
【図14】同図(A)〜(C)は、本発明のレジスト塗布装置にて処理される被レジスト塗布基材並びにスピンコータチャックの他の実施の形態の一例を示す説明図である。
【図15】同図(A)(B)は、本発明のレジスト塗布装置にて処理される被レジスト塗布基材の他の実施の形態の一例を示す説明図である。
【図16】従来のレジスト塗布装置における処理を示す説明図である。
【符号の説明】
1 レジスト塗布装置 10 被レジスト塗布基材(被塗布基材)
12 曲面部
14 周囲平面部
16 周囲曲面部
20 スピンコータチャック
30 駆動手段
34 塗布材塗布手段
37 粘度制御手段
40 制御手段
Claims (21)
- 少なくとも一面に曲面部を有し、少なくとも該曲面部に対して塗布材が塗布される被塗布基材であって、
当該被塗布基材自身の回転に伴い前記曲面部の頂部に滴下された前記塗布材が、ほぼ均一な膜厚を維持しつつ前記頂部より前記曲面部の周辺に向かうに従い滑らかに流下するように形成された周囲面部を設け、
前記周囲面部は、
前記曲面部の周囲に亘って形成された周囲平面部と、
前記塗布材が滑らかに流下するように、前記周囲平面部と前記曲面部との境界領域に形成された周囲曲面部と、
を含むことを特徴とする被塗布基材。 - 前記曲面部は、滴下された前記塗布材が付着する頂部中心より、塗布材塗布後に膜厚分布がほぼ均一となることが必要とされる所定の有効径までの有効曲面部を含むことを特徴とする請求項1に記載の被塗布基材。
- 前記曲面部の第1の半径は、前記周囲曲面部を構成する曲面の第2の半径のほぼ1倍〜ほぼ10倍にて形成され、
前記第2の半径の接線の傾きがほぼゼロになる前記周囲平面部と前記周囲曲面部との境界領域位置を、前記有効曲面部の有効径の少なくともほぼ2倍より離間した位置に形成することを特徴とする請求項2に記載の被塗布基材。 - 前記被塗布基材は、樹脂にて形成されることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の被塗布基材。
- 前記被塗布基材は、第1導電型の不純物部材にて形成されることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の被塗布基材。
- 前記樹脂は、ポリオレフィンにて形成されることを特徴とする請求項4に記載の被塗布基材。
- 前記周囲平面部に、被塗布基材自身の位置を認識するための位置認識部を形成したことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の被塗布基材。
- 前記位置認識部は、位置認識マークにて形成されることを特徴とする請求項7に記載の被塗布基材。
- 前記位置認識部は、凹部または凸部にて形成されることを特徴とする請求項7に記載の被塗布基材。
- 前記位置認識部の配置位置は、前記有効曲面部の有効径の少なくともほぼ3倍より離間した位置にて形成されることを特徴とする請求項7乃至請求項9のいずれか一項に記載の被塗布基材。
- 塗布材が塗布される被塗布基材を回転させて、少なくとも一面に曲面部を有する前記被塗布基材に前記塗布材を塗布する塗布材の塗布方法であって、
前記被塗布基材の前記曲面部の頂部に対して前記塗布材を滴下し、前記被塗布基材の回転に伴い前記頂部に滴下された前記塗布材が、ほぼ均一な膜厚を維持しつつ前記頂部より前記曲面部の周辺の周囲面部に向かうに従い滑らかに流下しながら前記塗布材が塗布される塗布材塗布工程を有し、
前記周囲面部は、前記曲面部の周囲に亘って形成された周囲平面部と、前記塗布材がなだらかに流下するように、前記周囲平面部と前記曲面部との境界領域に形成された周囲曲面部と、を含み、
前記塗布材塗布工程は、前記曲面部より前記周囲曲面部を介して前記周囲平面部に向けて前記塗布材が滑らかに流下しながら、前記塗布材が前記曲面部及び前記周囲曲面部並びに前記周囲平面部に塗布される工程を含むことを特徴とする塗布材塗布方法。 - 前記塗布材塗布工程は、前記被塗布基材に対して、所定のせん断応力がかかった際にのみ流動性を発揮する組成を有する塗布材を用いて回転塗布される工程を含むことを特徴とする請求項11に記載の塗布材塗布方法。
- 前記塗布材塗布工程は、前記被塗布基材に対して、粘度が少なくともほぼ15(mPa・S)より高い塗布材を用いて回転塗布される工程を含むことを特徴とする請求項11に記載の塗布材塗布方法。
- 前記塗布材塗布工程は、前記被塗布基材を樹脂にて形成して、前記塗布材が塗布されることを特徴とする請求項11乃至請求項13のいずれか一項に記載の塗布材塗布方法。
- 前記塗布材塗布工程は、前記被塗布基材をポリオレフィンにて形成して、前記塗布材が塗布されることを特徴とする請求項11乃至請求項13のいずれか一項に記載の塗布材塗布方法。
- 前記塗布材塗布工程は、前記被塗布基材をn型シリコンにて形成して、前記塗布材が塗布されることを特徴とする請求項11乃至請求項13のいずれか一項に記載の塗布材塗布方法。
- 前記塗布材塗布工程は、前記被塗布基材をn型シリコンにて形成して、前記塗布材が塗布され、
前記塗布材塗布工程後に、前記塗布材のガラス転移点Tg+10℃でベーキングする工程を含むことを特徴とする請求項11乃至請求項13のいずれか一項に記載の塗布材塗布方法。 - 前記周囲平面部に形成された被塗布基材自身の位置を認識するための位置認識部を用いて、露光における位置認識工程をさらに有することを特徴とする請求項11乃至請求項17のいずれか一項に記載の塗布材塗布方法。
- 前記塗布材塗布工程は、凹部または凸部にて形成された前記位置認識部により、塗布材が塗り広がらないように塗布される工程を含むことを特徴とする請求項18に記載の塗布材塗布方法。
- 前記塗布材塗布工程は、前記被塗布基材の回転中心と、前記被塗布基材を保持して回転する保持部材の回転中心とをほぼ一致させて、回転塗布される工程を含むことを特徴とする請求項11乃至請求項19のいずれか一項に記載の塗布材塗布方法。
- 少なくとも一面に形成された曲面部と、前記曲面部の周囲に亘って形成された周囲平面部と、回転に伴い前記曲面部の頂部に滴下されたレジストが、ほぼ均一な膜厚を維持しつつ前記頂部より前記曲面部の周辺に向かうに従い滑らかに流下するように、前記周囲平面部と前記曲面部との境界領域に形成された周囲曲面部と、を含んでなる前記レジストが塗布される素子を、所定の加工を施すことにより製造する素子の製造方法であって、
前記曲面部の頂部にて滴下された前記レジストが、当該曲面部の頂部より前記周囲曲面部を介して前記周囲平面部に向けて滑らかに流下しながら、前記レジストが前記曲面部及び前記周囲曲面部並びに前記周囲平面部に塗布される塗布工程と、
前記レジストが塗布された前記周囲平面部及び前記周囲曲面部が切削される工程と、
を含むことを特徴とする素子の製造方法。
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