(57)【要約】【課題】ワークの全面に均一な塗布膜を形成できる回転塗布膜の形成方法を提供する。【解決手段】ワーク１４をスピンチャック１２に保持する工程と、ワーク１４表面上に塗布液を滴下する工程と、スピンチャック１２によりワーク１４を回転させ、滴下された塗布液をワーク１４のエッジ部にまで広げるスピンコーティング工程と、ワーク１４の周縁部にリンス液を供給して、周縁部の塗布液を所要幅にわたって除去するリンス工程と、該リンス工程の回転速度よりも高速の回転速度でワークを回転させて、リンス工程で塗布液が除去されたワークの周縁部に塗布液を引き延ばし、ワークのエッジ部に向けて除々に薄くなり、ワークのエッジ部にまで到達する引き延ばし膜を形成する工程と、ベーク処理工程とを含むことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク表面に回転塗布膜を形成する回転塗布膜の形成方法において、
ワークをスピンチャックに保持する工程と、
該ワーク表面上に塗布液を滴下する工程と、
スピンチャックによりワークを回転させ、滴下された前記塗布液をワークのエッジ部にまで広げるスピンコーティング工程と、
該スピンコーティング工程の回転速度よりも低速の回転速度でワークを回転させつつ、ワークの周縁部にリンス液を供給して、該周縁部の塗布液を除去するリンス工程と、
該リンス工程の回転速度よりも高速の回転速度でワークを回転させて、前記リンス工程で塗布液が除去されたワークの周縁部に塗布液を引き延ばし、ワークのエッジ部に向けて除々に薄くなり、ワークのエッジ部にまで到達する引き延ばし膜を形成する工程と、
ワークを加熱処理して、塗布液の収縮により、前記引き延ばし膜の部位の塗布膜の厚さを他の部位の塗布膜の厚さと均一にするベーク処理工程とを含むことを特徴とする回転塗布膜の形成方法。
【請求項２】
前記塗布液がフォトレジスト液であることを特徴とする請求項１記載の回転塗布膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィー工程においてスピンコート方式にてレジスト膜を形成する場合などで好適な回転塗布膜を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー工程においては、ウェハ（ワーク）上にフォトレジスト膜を形成する工程がある。このフォトレジスト膜を形成するには、レジストをウェハ上に必要量滴下し、ウェハを回転させて（スピンコート方式）レジストを均一に延ばして所定膜厚のレジスト膜を形成するようにしている。このレジスト膜にホットプレートやオーブン等で熱を加え、さらに露光、現像を行い、必要とされるパターンに形成する。
【０００３】
この場合に、特に厚膜と呼ばれる数ミクロン以上のレジスト膜を形成する場合、レジスト塗布後の加熱でレジストが収縮し、ウェハ端から数ミリの範囲で盛り上がりが発生してしまう。これによりパターンサイズが変化したり、露光、現像の際、パターンが抜け切れない部分が発生したりする。また盛り上がり部分は物理的に脆いため、キャリアにより搬送する際擦れたりするなどして、搬送中に剥離し、パーティクルの原因となる不具合がある。この対策として従来ではウェハ端から所要幅にわたってレジストを除去する方法が利用されている。このような手法は特開02-106752に記載されている。また、この手法の応用として薄膜では２層レジスト（１層目ＢＡＲＣ、２層目レジスト）の場合の手法も考案されている（特開2001-196291、特開2006-253207）。
【０００４】
【特許文献１】特開02-106752号公報
【特許文献２】特開2001-196291号公報
【特許文献３】特開2006-253207号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の方法では、ウェハ端の盛り上がりの対策としてウェハ端のレジストをエッジリンス液にて所要幅にわたって溶解して除去するようにしている。そのため、ウェハ周縁部にはパターンを形成できないという課題がある。また、このようにウェハ端のレジストを除去した場合であっても、レジスト端部はその後の熱処理により収縮し、やはり数ｍｍの範囲で膜厚が不均一になってしまう（図９）。そのため、形成するレジストのパターンサイズが変化したり、露光、現像の際に、やはりパターンが抜けない部分が発生し、使用できるエリアがさらに狭くなってしまうという課題があった。
【０００６】
本願は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、ワークの全面に均一な塗布膜を形成でき、ワーク全面を有効活用できる回転塗布膜の形成方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示の回転塗布膜の形成方法は、ワーク表面に回転塗布膜を形成する回転塗布膜の形成方法において、ワークをスピンチャックに保持する工程と、該ワーク表面上に塗布液を滴下する工程と、スピンチャックによりワークを回転させ、滴下された前記塗布液をワークのエッジ部にまで広げるスピンコーティング工程と、該スピンコーティング工程の回転速度よりも低速の回転速度でワークを回転させつつ、ワークの周縁部にリンス液を供給して、該周縁部の塗布液を所要幅にわたって除去するリンス工程と、該リンス工程の回転速度よりも高速の回転速度でワークを回転させて、前記リンス工程で塗布液が除去されたワークの周縁部に塗布液を引き延ばし、ワークのエッジ部に向けて除々に薄くなり、ワークのエッジ部にまで到達する引き延ばし膜を形成する工程と、ワークを加熱処理して、塗布液の収縮により、前記引き延ばし膜の部位の塗布膜の厚さを他の部位の塗布膜の厚さと均一にするベーク処理工程とを含むことを特徴とする。
また、前記塗布液がフォトレジスト液であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
開示の回転塗布膜の形成方法によれば、ベーク処理後においてワークの周縁部にまで均一厚さの塗布膜を形成できる。したがって、塗布液としてフォトレジストの場合、ウェハ周縁部まで均一な厚さのフォトレジスト膜を形成することができ、露光、現像して変形や抜け落ちのない正確なレジストパターンを形成できる。したがってまた、ウェハ全面を有効活用することができ、製品の取り数を増大させることができ、コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下開示の回転塗布膜の形成方法について添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４は、回転塗布膜の形成工程を示す説明図である。また、図５は、塗布機の概要を示す説明図である。図６は、ウェハの回転速度（回転数）と回転時間のプロファイルの一例を示すグラフである。
【００１０】
以下、ウェハ（ワーク）にフォトレジスト膜を形成する場合を例として説明する。
まず、塗布機１０のスピンチャック１２に、ウェハ１４を真空吸着して保持する（図５）。
そして、ノズル１６からレジスト（塗布液）１８をウェハ１４表面上に所要量滴下する（図５、図６のａ部）。
【００１１】
次に、スピンチャック１２によりウェハ１４を高速回転させ（例えば2000rpm）、滴下されたレジスト１８をウェハ１４のエッジ部にまで広げるスピンコーティングを行う（図６のｂ部：メイン回転）。図１に、レジスト１８がウェハ１４のエッジ部にまで広がった状態を示す。
次に、上記スピンコーティング工程の回転速度よりも低速の回転速度（例えば500rpm）でウェハ１４を回転させつつ、ウェハ１４の周縁部にリンス用ノズル２０からリンス液２２を供給して、周縁部のレジスト１８を所要幅にわたって除去する（図２、および図６のｃ部）。図７は、ウェハ１４の周縁部のレジスト１４を除去した状態の平面図である。
【００１２】
このレジスト１８を除去する幅は、後工程のベーク処理により盛り上がりが発生する部分よりもやや内側までとする。この幅は、レジスト１８の種類や粘度、所望する膜厚により異なる。この幅は、従来方法ではパターンエリアにかからない、ウェハ端から２〜３ｍｍ程度が一般的であるが、本実施の形態では、それよりも広めの、５ｍｍ〜７ｍｍ程度とした。
【００１３】
次に、上記リンス工程の回転速度よりも高速の回転速度（例えば2000rpm）でウェハ１４を回転させる。これにより、リンス液２２を振り切るとともに、リンス工程でレジスト１４が除去されたウェハ１４の周縁部にレジスト１８を引き延ばし、ウェハ１４のエッジ部に向けて除々に薄くなり、ウェハ１４のエッジ部にまで到達する引き延ばし膜１８ａを形成する（図３、および図６のｄ部：二次回転）。
【００１４】
従来方法では、低めの回転数（例えば1000rpm）でリンス液を振り切り、乾燥させるのが一般的であり（図６のe部：破線部分）、またその際、レジストは外方には広がらない。
本実施の形態における引き延ばし膜１８ａを形成する工程では、レジスト１８が乾燥しないうちに、例えば0.5〜1.0秒の短い時間だけ高めの回転を加え、これにより、リンス液２２を振り切ると同時に、レジスト１８を再度周辺まで（エッジ部まで）引き延ばす（広がらせる）のである。
この場合の回転速度や時間は、レジスト１８の種類や粘度等によって異なるが、引き延ばし膜１８ａが、図に示すように、ウェハ１４のエッジ部に向けて除々に薄くなり、ウェハ１４のエッジ部にまで到達するような条件に設定する。
【００１５】
次に、ウェハ１４を加熱処理して、レジスト１８の収縮により、引き延ばし膜１８ａの部位のレジスト膜の厚さを他の部位のレジスト膜の厚さとほぼ均一にするベーク処理工程を行う（図４）。このベーク処理工程での加熱温度や加熱時間もレジスト１８の種類、粘度等によって異なる。そこで、ベーク処理工程において、引き延ばし膜１８ａの部位のレジスト膜の厚さが他の部位のレジスト膜の厚さとほぼ均一なる、ベーク処理工程の条件をあらかじめ試験によって求め、以後、この条件でベーク処理工程を行うようにするとよい。
【００１６】
上記のようにベーク処理工程を行った後、公知の露光、現像処理を行って、所要のレジストパターンを形成する（図示せず）。上記のように、ベーク処理後のレジスト膜を、ウェハ１４のエッジ部にまで、厚さのほぼ均一な膜に形成できるから、露光、現像処理によって、変形やパターン抜けのない、所望のレジストパターンを形成することができる。したがってまた、このレジストパターンを用いて、ウェハ１４に所望の、正確なエッチングパターンなどのパターンを形成できる。
【００１７】
図８は、50μｍの膜厚のレジスト膜を得る実施例において、回転数を1400rpmとした場合の二次回転における回転時間と引き延ばし膜１８ａの膜厚の関係を示す説明図である。
図８に示されるように、1400rpmの場合、回転時間は0.5〜1.0秒（特に良いのは0.8秒）の範囲（図８のｂの範囲）で、ベーク処理後の引き延ばし膜１８ａの膜厚を50μｍに調整できた。
【００１８】
図８のａの範囲（回転時間が0.5秒未満）では、回転時間が足りず、レジストがウェハのエッジ部にまで広がらない状態であった。
また、図８のｃの範囲（回転時間が1.0秒より大）では、回転によりレジストがウェハのエッジ部から飛散してしまっている状態である。この回転時間では、リンス処理を行う前と同じ状況になってしまい、ベーク処理によりまたレジストの盛り上がりが発生してしまう。加えて、所望の膜厚が得られない。
【００１９】
上記実施の形態のレジスト塗布方法を用いることで、ウェハ端まで均一なレジスト膜厚を得ることができた。またウェハ１４の全面を有効活用することができ、従来の方法よりウェハ外周を2〜３mm広く使用できた。例えば磁気ヘッド製造に使用する５インチアルチックウェハでは、上記レジスト塗布方法により、１ウェハあたりの磁気ヘッド製造個数を約1〜２％程度増加させることができた。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】スピンコーティング工程によってレジストをウェハのエッジ部にまで広げた状態を示す説明図である。
【図２】リンス工程で、ウェハ周縁部のレジストを除去した状態の説明図である。
【図３】引き延ばし工程で、ウェハのエッジ部にまで到達するようにレジストを引き延ばした状態を示す説明図である。
【図４】ベーク処理工程後のレジスト膜の厚さを示す説明図である。
【図５】塗布機の概要を示す説明図である。
【図６】ウェハの回転速度（回転数）と回転時間のプロファイルの一例を示すグラフである。
【図７】リンス工程でウェハ周縁部のレジストを除去した状態を示す平面図である。
【図８】二次回転における回転時間と引き延ばし膜の膜厚の関係を示す説明図である。
【図９】ウェハ端のレジストを除去した場合であっても、その後の熱処理により収縮し、ウェハ端部が数ｍｍの範囲で膜厚が不均一になってしまう従来の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  塗布機
１２  スピンチャック
１４  ウェハ
１６  ノズル
１８  レジスト
１８ａ  引き延ばし部
２０  リンス用ノズル
２２  リンス液
【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図９】
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