JPH06283417A - 塗膜装置 - Google Patents
塗膜装置Info
- Publication number
- JPH06283417A JPH06283417A JP6823893A JP6823893A JPH06283417A JP H06283417 A JPH06283417 A JP H06283417A JP 6823893 A JP6823893 A JP 6823893A JP 6823893 A JP6823893 A JP 6823893A JP H06283417 A JPH06283417 A JP H06283417A
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- Japan
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- precursor solution
- precursor
- film
- thin film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体基板上での膜厚を基板の周辺部におい
ても均一にする。 【構成】 半導体基板４を回転させる回転部６に置かれ
た基板４の外周部近傍に、ノズル８を設ける。このノズ
ル８から、基板４の中心から遠ざかる方向に窒素ガスな
どの気体を噴出させ、この気体を回転している基板４の
外周部に吹き付けることにより、基板４上の余剰の前駆
体溶液を取り除く。
ても均一にする。 【構成】 半導体基板４を回転させる回転部６に置かれ
た基板４の外周部近傍に、ノズル８を設ける。このノズ
ル８から、基板４の中心から遠ざかる方向に窒素ガスな
どの気体を噴出させ、この気体を回転している基板４の
外周部に吹き付けることにより、基板４上の余剰の前駆
体溶液を取り除く。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上に強誘電
体薄膜などの機能性薄膜を成膜する塗膜装置に関する。
体薄膜などの機能性薄膜を成膜する塗膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】機能性薄膜を成膜する方法としてスピン
コート法が知られている。この方法は、目的とする機能
性薄膜の前駆体である金属化合物等を溶媒に溶かした前
駆体溶液を、半導体基板（以下、単に「基板」と称す
る）の中心を通る軸を回転軸として回転されている基板
上に滴下することにより、基板上に均一な膜厚の前駆体
薄膜を得た後、この前駆体膜を加熱し、溶媒や前駆体で
ある金属化合物の有機官能基を揮発させ、更に、結晶化
して、目的とする機能性薄膜を形成する方法である。
コート法が知られている。この方法は、目的とする機能
性薄膜の前駆体である金属化合物等を溶媒に溶かした前
駆体溶液を、半導体基板（以下、単に「基板」と称す
る）の中心を通る軸を回転軸として回転されている基板
上に滴下することにより、基板上に均一な膜厚の前駆体
薄膜を得た後、この前駆体膜を加熱し、溶媒や前駆体で
ある金属化合物の有機官能基を揮発させ、更に、結晶化
して、目的とする機能性薄膜を形成する方法である。
【０００３】基板上に塗布された前駆体溶液は、基板の
回転による遠心力によって基板の外周部へと向かう。基
板上には薄い前駆体膜のみが残る。従って、目的とする
膜厚分だけの前駆体薄膜が基板上に形成され、余剰な前
駆体溶液は基板外へと振り払われる。
回転による遠心力によって基板の外周部へと向かう。基
板上には薄い前駆体膜のみが残る。従って、目的とする
膜厚分だけの前駆体薄膜が基板上に形成され、余剰な前
駆体溶液は基板外へと振り払われる。
【０００４】一回のスピンコートによって得られる膜厚
は、基板の回転数や、前駆体溶液の粘膜等に依存してい
る。従って、均一でかつ目的とする膜厚を得るために
は、前駆体溶液の種類と、基板の回転数とを適切に選択
しなければならない。
は、基板の回転数や、前駆体溶液の粘膜等に依存してい
る。従って、均一でかつ目的とする膜厚を得るために
は、前駆体溶液の種類と、基板の回転数とを適切に選択
しなければならない。
【０００５】スピンコート法に用いられる種類の前駆体
溶液は、回転により基板上に均一に広がって塗布される
ような粘性と、基板に対する濡れ性とを有していること
が必要である。
溶液は、回転により基板上に均一に広がって塗布される
ような粘性と、基板に対する濡れ性とを有していること
が必要である。
【０００６】もし、粘性が高すぎたり、基板に対する濡
れ性が悪かったりすると、この前駆体溶液は基板上にき
れいに広がらず、ムラのある膜となる。反対に粘性が低
すぎると、一回の塗膜での膜厚が薄すぎて多数回の塗布
を行わなければならなくなる等の問題も生じてくる。
れ性が悪かったりすると、この前駆体溶液は基板上にき
れいに広がらず、ムラのある膜となる。反対に粘性が低
すぎると、一回の塗膜での膜厚が薄すぎて多数回の塗布
を行わなければならなくなる等の問題も生じてくる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このス
ピンコート法では、回転による遠心力だけでは、余剰の
前駆体溶液を完全に振り切ることは出来ず、基板の外周
部にたまってしまう。この余剰の前駆体液によって、図
１の（Ａ）に示すように、前駆体薄膜２が基板４の外周
部で厚くなったり、または、図１（Ｂ）に示すように基
板４の裏面に回り込むなどの問題が生じる。
ピンコート法では、回転による遠心力だけでは、余剰の
前駆体溶液を完全に振り切ることは出来ず、基板の外周
部にたまってしまう。この余剰の前駆体液によって、図
１の（Ａ）に示すように、前駆体薄膜２が基板４の外周
部で厚くなったり、または、図１（Ｂ）に示すように基
板４の裏面に回り込むなどの問題が生じる。
【０００８】この結果として、スピンコート法により成
膜された機能性薄膜を用いた半導体素子は、基板の外周
部近傍では、始めから使いものにならず、または膜厚の
違いから、目的とする特性が得られないなどの問題を有
している。
膜された機能性薄膜を用いた半導体素子は、基板の外周
部近傍では、始めから使いものにならず、または膜厚の
違いから、目的とする特性が得られないなどの問題を有
している。
【０００９】さらに、それ以外の問題も生じる。例え
ば、通常のフォトエッチングプロセスを用いる場合、マ
スクと前駆体薄膜との距離が不均一になり、配線などの
パターンを露光するときに、その解像度に悪影響を及ぼ
すなどの問題である。
ば、通常のフォトエッチングプロセスを用いる場合、マ
スクと前駆体薄膜との距離が不均一になり、配線などの
パターンを露光するときに、その解像度に悪影響を及ぼ
すなどの問題である。
【００１０】また、基板の裏面に付着した場合は、裏面
の平滑性も失われ、通常の半導体プロセスでよく用いら
れるいわゆる真空圧着による基板の固定の不良の原因と
なったり、基板のステージに対する水平が取れない等の
問題も生じてくる。本発明は、このような問題点を解決
し、半導体基板上に形成する薄膜を、一様に均一な膜厚
に成膜することのできる塗膜装置を提供することを目的
とする。
の平滑性も失われ、通常の半導体プロセスでよく用いら
れるいわゆる真空圧着による基板の固定の不良の原因と
なったり、基板のステージに対する水平が取れない等の
問題も生じてくる。本発明は、このような問題点を解決
し、半導体基板上に形成する薄膜を、一様に均一な膜厚
に成膜することのできる塗膜装置を提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決する手段および作用】上記の問題点を解決
し、目的を達成するために本発明は、半導体基板を回転
させる回転手段と、この回転手段により前記半導体基板
を回転させている間に、この半導体基板上に機能性薄膜
の前駆体溶液を滴下して前駆体薄膜を成膜する成膜手段
とを備えた塗膜装置において、前記半導体基板上に存在
する余剰の前駆体溶液を除去する除去手段を設けたもの
である。これにより、半導体基板上に存在する余剰な前
駆体溶液が除去され、半導体基板上に、一様に均一な膜
厚の薄膜が成膜される。
し、目的を達成するために本発明は、半導体基板を回転
させる回転手段と、この回転手段により前記半導体基板
を回転させている間に、この半導体基板上に機能性薄膜
の前駆体溶液を滴下して前駆体薄膜を成膜する成膜手段
とを備えた塗膜装置において、前記半導体基板上に存在
する余剰の前駆体溶液を除去する除去手段を設けたもの
である。これにより、半導体基板上に存在する余剰な前
駆体溶液が除去され、半導体基板上に、一様に均一な膜
厚の薄膜が成膜される。
【００１２】
【実施例】以下に、図２を参照して本発明による塗膜装
置の第１実施例を説明する。
置の第１実施例を説明する。
【００１３】図２に示すように、塗膜装置（以下、「ス
ピンコート装置」と称する）の回転部６に固定された基
板４の外周部近傍に窒素ガスを噴出するノズル８を設け
る。このノズル８は、通常時に薄膜形成する対象となる
基板４と異なったサイズの基板も取り扱えるように、基
板４の径方向に沿って移動可能となっている。
ピンコート装置」と称する）の回転部６に固定された基
板４の外周部近傍に窒素ガスを噴出するノズル８を設け
る。このノズル８は、通常時に薄膜形成する対象となる
基板４と異なったサイズの基板も取り扱えるように、基
板４の径方向に沿って移動可能となっている。
【００１４】このノズル８より窒素ガスを、基板４の回
転中心１０から遠ざかる方向に噴出させる共に、基板４
の回転面と平行な面よりもやや下方に向けて噴出させ
る。このノズル８より噴出したガスは、回転する基板４
の外周部に当たり余剰な前駆体溶液を基板４外に吹き飛
ばす。これによって、余剰な前駆体液が基板４の外周部
に溜る事を防ぎ、結果として、膜厚が基板４の外周部で
厚くなることを防ぐ。
転中心１０から遠ざかる方向に噴出させる共に、基板４
の回転面と平行な面よりもやや下方に向けて噴出させ
る。このノズル８より噴出したガスは、回転する基板４
の外周部に当たり余剰な前駆体溶液を基板４外に吹き飛
ばす。これによって、余剰な前駆体液が基板４の外周部
に溜る事を防ぎ、結果として、膜厚が基板４の外周部で
厚くなることを防ぐ。
【００１５】この時、基板４の回転面に対するガスの噴
出角度が深すぎると、基板の回転を乱す事になり、ま
た、角度が浅すぎると、効率的に余剰な前駆体溶液を吹
き飛ばすことが困難になる。従って、適当な角度でガス
を噴出させ、余剰の前駆体溶液を吹き飛ばすように、ガ
スの入射角度と、ガスの噴出量とを調整しなければなら
ない。ガスの入射角度及び噴出量は、前駆体溶液の粘性
や基板４の回転数等に依存するので、これら粘性や回転
数等に従って決定する。また、裏面に回り込む余剰の前
駆体溶液を防ぐために、基板４の裏面側に、さらに別の
ノズルを設けてもよい。次に第２実施例を図３を用いて
説明する。
出角度が深すぎると、基板の回転を乱す事になり、ま
た、角度が浅すぎると、効率的に余剰な前駆体溶液を吹
き飛ばすことが困難になる。従って、適当な角度でガス
を噴出させ、余剰の前駆体溶液を吹き飛ばすように、ガ
スの入射角度と、ガスの噴出量とを調整しなければなら
ない。ガスの入射角度及び噴出量は、前駆体溶液の粘性
や基板４の回転数等に依存するので、これら粘性や回転
数等に従って決定する。また、裏面に回り込む余剰の前
駆体溶液を防ぐために、基板４の裏面側に、さらに別の
ノズルを設けてもよい。次に第２実施例を図３を用いて
説明する。
【００１６】図３に示すようにスピンコート装置の基板
回転部６に載置された基板４の外周部近傍に、前駆体溶
液の溶媒を滴下するノズル１２を設ける。このノズル１
２は、異なったサイズの基板４を取り扱えるように、基
板４の径方向に移動可能に設置されている。
回転部６に載置された基板４の外周部近傍に、前駆体溶
液の溶媒を滴下するノズル１２を設ける。このノズル１
２は、異なったサイズの基板４を取り扱えるように、基
板４の径方向に移動可能に設置されている。
【００１７】このノズル１２より、前駆体溶液の溶媒を
基板４に滴下する。例えば、金属メトキシエトキシドの
様な前駆体をメトキシエタノール等の溶媒に溶かした系
では、このメトキシエタノールをノズル１２より滴下す
る。これによって、基板４上に塗布された前駆体薄膜
は、基板４の外周部近傍で局所的にその濃度が低下され
る。これにより、溶媒乾燥後は外周部に余剰な前駆体が
溜る事がなく、結果として、最終的な機能性薄膜の外周
部が厚くなるのを防ぐ事ができる。この実施例での溶媒
の滴下量は、前駆体溶液の種類や濃度、また、基板４の
回転数などによって調節される。次に第３実施例を図４
を用いて説明する。
基板４に滴下する。例えば、金属メトキシエトキシドの
様な前駆体をメトキシエタノール等の溶媒に溶かした系
では、このメトキシエタノールをノズル１２より滴下す
る。これによって、基板４上に塗布された前駆体薄膜
は、基板４の外周部近傍で局所的にその濃度が低下され
る。これにより、溶媒乾燥後は外周部に余剰な前駆体が
溜る事がなく、結果として、最終的な機能性薄膜の外周
部が厚くなるのを防ぐ事ができる。この実施例での溶媒
の滴下量は、前駆体溶液の種類や濃度、また、基板４の
回転数などによって調節される。次に第３実施例を図４
を用いて説明する。
【００１８】図４に示すように回転中の基板４の外周部
に接するようにへら１４を設ける。このへら１４は異な
ったサイズの基板４も取り扱えるように、基板４の径方
向に移動可能に設置されている。このへら１４により、
回転中に基板４の外周部に集まる余剰の前駆体溶液を取
り除く。かくして、余剰な前駆体溶液が基板４の外周部
に溜ることがなく、結果として膜厚が基板４の外周部で
厚くなることを防ぐ。
に接するようにへら１４を設ける。このへら１４は異な
ったサイズの基板４も取り扱えるように、基板４の径方
向に移動可能に設置されている。このへら１４により、
回転中に基板４の外周部に集まる余剰の前駆体溶液を取
り除く。かくして、余剰な前駆体溶液が基板４の外周部
に溜ることがなく、結果として膜厚が基板４の外周部で
厚くなることを防ぐ。
【００１９】このへら１４は基板４を傷つけることのな
いよう、また、へら１４の材質が溶け出すなどして機能
性薄膜の特性に悪影響を与えることがないよう、シリコ
ンゴムなどの柔らかく、耐薬品性の良い部材で構成され
る。へら１４は基板４を損傷することがないよう、ま
た、必要以上に前駆体溶液を取り除くことがないよう、
基板４への接触圧力や、接触面積等が調節される。な
お、このへら１４を、前駆体溶液を吸収するスポンジ状
の部材に置き換えても、同様の効果が得られる。次に第
４実施例を図５を用いて説明する。
いよう、また、へら１４の材質が溶け出すなどして機能
性薄膜の特性に悪影響を与えることがないよう、シリコ
ンゴムなどの柔らかく、耐薬品性の良い部材で構成され
る。へら１４は基板４を損傷することがないよう、ま
た、必要以上に前駆体溶液を取り除くことがないよう、
基板４への接触圧力や、接触面積等が調節される。な
お、このへら１４を、前駆体溶液を吸収するスポンジ状
の部材に置き換えても、同様の効果が得られる。次に第
４実施例を図５を用いて説明する。
【００２０】図５に示すようにスピンコート装置の回転
部６に載置された基板４の全面を均一に加熱できる加熱
装置１６を設ける。この加熱装置１６は、そのスピンコ
ート装置で使用できる最も大きな基板に対しても、均一
に加熱できる様に設けてある。この加熱装置１６は、前
駆体溶液の溶媒と、前駆体の金属化合物の有機官能基と
が揮発するような温度、おおよそ、３００℃程度まで加
熱することが出来るものである。
部６に載置された基板４の全面を均一に加熱できる加熱
装置１６を設ける。この加熱装置１６は、そのスピンコ
ート装置で使用できる最も大きな基板に対しても、均一
に加熱できる様に設けてある。この加熱装置１６は、前
駆体溶液の溶媒と、前駆体の金属化合物の有機官能基と
が揮発するような温度、おおよそ、３００℃程度まで加
熱することが出来るものである。
【００２１】スピンコート装置の回転部６に基板４を置
き、前駆体溶液を滴下し、基板４を回転させる。この
後、膜厚が、目的とする厚さとなるまで回転を行い、次
に回転をさせたまま、加熱装置１６により基板４を加熱
し、溶媒等を揮発して除去する。加熱温度は溶媒の種類
や数に応じて決定される。一般に溶媒の沸点よりもやや
高い温度が設定される。また、溶媒が２種類以上ある場
合には、低温側から複数回の加熱を行う。次に第５実施
例を図６を用いて説明する。
き、前駆体溶液を滴下し、基板４を回転させる。この
後、膜厚が、目的とする厚さとなるまで回転を行い、次
に回転をさせたまま、加熱装置１６により基板４を加熱
し、溶媒等を揮発して除去する。加熱温度は溶媒の種類
や数に応じて決定される。一般に溶媒の沸点よりもやや
高い温度が設定される。また、溶媒が２種類以上ある場
合には、低温側から複数回の加熱を行う。次に第５実施
例を図６を用いて説明する。
【００２２】図６に示すようにスピンコート装置の回転
部６に載置された基板４の全面に均一に加湿できる加湿
装置１８を設ける。この加湿装置１８はそのスピンコー
ト装置で使用できる最も大きな基板に対しても、均一に
加湿出来る性能を有している。この加湿装置１８は前駆
体膜が局所的に加水分解しないように均一に水蒸気を発
生することが出来るものである。
部６に載置された基板４の全面に均一に加湿できる加湿
装置１８を設ける。この加湿装置１８はそのスピンコー
ト装置で使用できる最も大きな基板に対しても、均一に
加湿出来る性能を有している。この加湿装置１８は前駆
体膜が局所的に加水分解しないように均一に水蒸気を発
生することが出来るものである。
【００２３】スピンコート装置の回転部６に基板４を置
き、前駆体溶液を滴下し、基板４を回転させる。本実施
例で用いられる前駆体溶液の媒質である前駆体は、少な
くとも一成分として金属アルコキシドを含んでいる。基
板４を回転させた後、膜厚が所望のものになるまで回転
を行い、次に回転をさせたまま、加湿装置により水蒸気
を発生させ、前駆体薄膜を加水分解し、ゲル化させる。
その後、この前駆体膜を加熱することにより、溶媒等を
取り除き、乾燥し、焼結する。
き、前駆体溶液を滴下し、基板４を回転させる。本実施
例で用いられる前駆体溶液の媒質である前駆体は、少な
くとも一成分として金属アルコキシドを含んでいる。基
板４を回転させた後、膜厚が所望のものになるまで回転
を行い、次に回転をさせたまま、加湿装置により水蒸気
を発生させ、前駆体薄膜を加水分解し、ゲル化させる。
その後、この前駆体膜を加熱することにより、溶媒等を
取り除き、乾燥し、焼結する。
【００２４】
【発明の効果】本発明の装置を用いれば、スピンコート
の後、膜厚が基板４上で、その周辺部においても均一な
膜厚の機能性薄膜を得ることが出来る。
の後、膜厚が基板４上で、その周辺部においても均一な
膜厚の機能性薄膜を得ることが出来る。
【図１】従来の塗膜装置における薄膜形成の状態を示す
半導体基板の縦断面図であり、（Ａ）は余剰の前駆体溶
液が半導体基板の外周部上にたまっている状態を示す
図、（Ｂ）は余剰の前駆体溶液が半導体基板の外周部の
裏面に回り込んでいる状態を示す図、（Ｃ）は余剰の前
駆体溶液が半導体基板の外周縁の外側に存在している状
態を示す図。
半導体基板の縦断面図であり、（Ａ）は余剰の前駆体溶
液が半導体基板の外周部上にたまっている状態を示す
図、（Ｂ）は余剰の前駆体溶液が半導体基板の外周部の
裏面に回り込んでいる状態を示す図、（Ｃ）は余剰の前
駆体溶液が半導体基板の外周縁の外側に存在している状
態を示す図。
【図２】本発明による塗布装置の第１実施例を示す斜視
図。
図。
【図３】第２実施例を示す斜視図。
【図４】第３実施例を示す斜視図。
【図５】第４実施例を示す斜視図。
【図６】第５実施例を示す斜視図。
２…前駆体薄膜、４…基板、６…回転部、８…（窒素ガ
ス用）ノズル、１０…回転中心、１２…（溶媒滴下用）
ノズル、１４…へら、１６…加熱装置、１８…加湿装
置。
ス用）ノズル、１０…回転中心、１２…（溶媒滴下用）
ノズル、１４…へら、１６…加熱装置、１８…加湿装
置。
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板を回転させる回転手段と、こ
の回転手段により前記半導体基板を回転させている間
に、この半導体基板上に機能性薄膜の前駆体溶液を滴下
して前駆体薄膜を成膜する成膜手段とを備えた塗膜装置
において、 前記半導体基板上に存在する余剰の前駆体溶液を除去す
る除去手段を設けたことを特徴とする塗膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6823893A JPH06283417A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 塗膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6823893A JPH06283417A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 塗膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283417A true JPH06283417A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=13368011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6823893A Withdrawn JPH06283417A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 塗膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06283417A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5824361A (en) * | 1994-08-05 | 1998-10-20 | Tdk Corporation | Method forming a uniform photoresist film using gas flow |
| WO2006030775A1 (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-23 | Tokyo Electron Limited | 塗布処理方法及び塗布処理装置 |
| WO2016152308A1 (ja) * | 2015-03-25 | 2016-09-29 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 塗布方法 |
| CN115148411A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-10-04 | 富通集团（天津）超导技术应用有限公司 | 一种ybco超导环制造装置及工艺方法 |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP6823893A patent/JPH06283417A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6037007A (en) * | 1994-08-05 | 2000-03-14 | Tdk Corporation | Method of forming a uniform photoresist film using gas flow |
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