(57)【要約】    【課題】  ウェハなどの基板を、少量の成膜材を用いて全面均一にコーティング可能な基板への成膜材の塗布方法、基板被膜装置、及び成膜材の塗布プログラムを提供し、材料費のコスト削減を可能とすること。    【解決手段】  基板上にプリウェット材を滴下するステップと、前記基板を水平回転して滴下された前記プリウェット材を前記基板表面の全体に塗布するステップと、前記プリウェット材が塗布された前記基板上に、前記プリウェット材を再度滴下するステップと、再度滴下された前記プリウェット材中に、成膜材を滴下するステップと、前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持するステップと、前記基板を水平回転させて前記成膜材を前記基板表面の全体に塗布するステップとを有する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にプリウェット材と成膜材とを滴下し、所定時間維持した後、前記基板を水平回転させて前記成膜材を基板表面の全体にわたって塗布することを特徴とする基板への成膜材の塗布方法。
【請求項２】
基板上にプリウェット材を滴下するステップと、
滴下された前記プリウェット材中に成膜材を滴下するステップと、
前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持するステップと、
前記基板を水平回転させて、前記成膜材を前記基板表面の全体にわたって塗布するステップと、
を有することを特徴とする基板への成膜材の塗布方法。
【請求項３】
基板上にプリウェット材を滴下するステップと、
前記基板を水平回転して滴下された前記プリウェット材を前記基板表面の全体に塗布するステップと、
前記プリウェット材が塗布された前記基板上に、前記プリウェット材を再度滴下するステップと、
再度滴下された前記プリウェット材中に、成膜材を滴下するステップと、
前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持するステップと、
前記基板を水平回転させて前記成膜材を前記基板表面の全体に塗布するステップと、
を有することを特徴とする基板への成膜材の塗布方法。
【請求項４】
滴下されたプリウェット材中に成膜材を滴下する前記ステップでは、前記成膜材を前記プリウェット材からはみ出すことのないように滴下することを特徴とする請求項２又は３に記載の基板への成膜材の塗布方法。
【請求項５】
基板を水平状態に保持可能であり、かつ保持した前記基板を水平回転可能とした基板載置手段と、前記基板表面に成膜材を滴下する成膜材滴下手段と、前記基板上にプリウェット材を滴下するプリウェット材滴下手段とを具備し、前記基板表面に成膜材を滴下した後、前記基板を水平回転させて前記成膜材を前記基板表面の全体にわたって塗布可能とした基板被膜装置において、
前記基板上に前記プリウェット材を滴下するとともに、滴下された前記プリウェット材中に成膜材を滴下して、この成膜材が滴下された状態を所定時間維持した後に前記基板を水平回転するように制御する制御手段を備えることを特徴とする基板被膜装置。
【請求項６】
基板を水平状態に保持可能であり、かつ保持した前記基板を水平回転可能とした基板載置手段と、前記基板表面に成膜材を滴下する成膜材滴下手段と、前記基板上にプリウェット材を滴下するプリウェット材滴下手段とを具備し、前記基板表面に成膜材を滴下した後、前記基板を水平回転させて前記成膜材を前記基板表面の全体にわたって塗布可能とした基板被膜装置において、
前記基板上にプリウェット材を滴下するとともに、前記基板を水平回転して滴下された前記プリウェット材を前記基板表面の全体に予め塗布し、次いで、前記プリウェット材が塗布された前記基板上に前記プリウェット材を再度滴下し、滴下された前記プリウェット材中に成膜材を滴下して、この成膜材が滴下された状態を所定時間維持した後に前記基板を水平回転するように制御する制御手段を備えることを特徴とする基板被膜装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記成膜材滴下手段に対して、前記成膜材を、滴下された前記プリウェット材からはみ出すことなく滴下するように制御することを特徴とする請求項５又は６に記載の基板被膜装置。
【請求項８】
基板表面に成膜材を滴下するとともに、前記基板を水平回転させて前記成膜材を基板表面の全体にわたって塗布するように基板被膜装置を駆動させるための成膜材の塗布プログラムであって、
前記基板上にプリウェット材を滴下する機能と、
滴下された前記プリウェット材中に成膜材を滴下する機能と、
前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持する機能と、
前記基板を水平回転させて前記成膜材を基板表面の全体にわたって塗布する機能と、
を前記基板被膜装置に実現させるための成膜材の塗布プログラム。
【請求項９】
基板表面に成膜材を滴下するとともに、前記基板を水平回転させて前記成膜材を基板表面の全体にわたって塗布するように基板被膜装置を駆動させるための成膜材の塗布プログラムであって、
前記基板上にプリウェット材を滴下する機能と、
前記基板を水平回転して滴下された前記プリウェット材を前記基板表面の全体に塗布する機能と、
前記プリウェット材が塗布された前記基板上に、前記プリウェット材を再度滴下する機能と、
再度滴下された前記プリウェット材中に、成膜材を滴下する機能と、
前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持する機能と、
前記基板を水平回転させて前記成膜材を前記基板表面の全体に塗布する機能と、
を前記基板被膜装置に実現させための成膜材の塗布プログラム。
【請求項１０】
前記プリウェット材中に成膜材を滴下する前記機能は、前記成膜材を前記プリウェット材からはみ出すことのないように滴下する機能を含むことを特徴とする請求項８又は９に記載の成膜材の塗布プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板への成膜材の塗布方法、基板被膜装置、及び成膜材の塗布プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置プロセスにおけるリソグラフィ技術やコーティング技術は欠かせないものである。
【０００３】
かかるリソグラフィ技術や保護膜などのコーティング技術において、ウェハなどの基板の表面に成膜する際に用いられる手法として、スピンコート方式の塗布方法、塗布装置が広く知られている。
【０００４】
これは、半導体ウェハなどの基板にレジスト材を塗布して成膜する場合や所定のコーティング材を塗布して成膜する場合などに、静止状態にある基板上に前記レジスト材やコーティング材などの成膜材を滴下し、その後、前記基板を水平回転させて前記成膜材を基板表面の全体にわたって塗布する枚葉式によるものである。
【０００５】
また、例えば前記レジスト材ではパターンルールの微細化が進むにつれて、膜厚を均一に保持することが技術的にも品質的にも、より重要な課題となっているが、一方では、前記レジスト材やコーティング材などの成膜材は比較的高価なものが多いことから、材料費の削減が要望されている。しかし、上記スピンコート方式による塗布方法や塗布装置を用いて膜厚の均一性と成膜材料の使用量削減とを同時に実現することは困難であった。
【０００６】
そのような中で、材料消費量を削減する有力な一手法として、成膜材の塗布に先立って基板表面を濡らす、所謂プリウェット処理を用いる方法が提案された（例えば、特許文献１を参照）。
【０００７】
プリウェット処理を適用した場合、濡れ性（成膜材料の広がり性）が向上して成膜材が拡散しやすくなり、結果的に少量の成膜材で均一に成膜可能とされている。
【０００８】
また、かかるプリウェット処理は、前記したように基板との濡れ性が向上することから、例えばコーティング材料として極めて高価な高粘度材料を用いる場合においても有効な技術といえる（例えば、特許文献２を参照。）。
【特許文献１】特開平２０００−２８８４５８号公報
【特許文献２】特開平２００２−０８３８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したプリウェット処理を用いた成膜材の塗布プロセスでは、確かに成膜材料の消費量削減を図ることが可能ではあるが、成膜材を滴下する前に単にプリウェット材を塗布するだけの技術では十分とはいえなかった。
【００１０】
例えば、前記特許文献１や特許文献２に記載の発明において、プリウェット材を滴下する時間を規定したり、基板の回転速度を制御したりすることが開示されているが、物理的な工夫のみでは十分な成果を得ることは難しい。
【００１１】
特に、前述した高粘度材料を用いた基板のコーティングにおいては、材料特有の成膜後の膜収縮現象などに対応するために、成膜材の滴下量を増加させて所望する均一な膜厚を得るようにしているのが現状である。
【００１２】
近年では膜厚均一化の厳しい要求があり、その要求は今後ますます厳しくなることが予想されることから、従来の基板への成膜材の塗布方法や基板被膜装置を用いていては、成膜材料の消費料を大きく削減して十分なコスト低減を図ることは難しい。
【００１３】
本発明では、上記課題を解決することのできる基板への成膜材の塗布方法、基板被膜装置、及び成膜材の塗布プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１記載の本発明では、基板上にプリウェット材と成膜材とを滴下し、所定時間維持した後、前記基板を水平回転させて前記成膜材を基板表面の全体にわたって塗布することを特徴とする基板への成膜材の塗布方法とした。
【００１５】
請求項２記載の本発明では、基板上にプリウェット材を滴下するステップと、滴下された前記プリウェット材中に成膜材を滴下するステップと、前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持するステップと、前記基板を水平回転させて、前記成膜材を前記基板表面の全体にわたって塗布するステップとを有することを特徴とする基板への成膜材の塗布方法とした。
【００１６】
請求項３記載の本発明では、基板上にプリウェット材を滴下するステップと、前記基板を水平回転して滴下された前記プリウェット材を前記基板表面の全体に塗布するステップと、前記プリウェット材が塗布された前記基板上に、前記プリウェット材を再度滴下するステップと、再度滴下された前記プリウェット材中に、成膜材を滴下するステップと、前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持するステップと、前記基板を水平回転させて前記成膜材を前記基板表面の全体に塗布するステップとを有することを特徴とする基板への成膜材の塗布方法とした。
【００１７】
請求項４に記載の本発明では、請求項２又は３に記載の基板への成膜材の塗布方法において、滴下されたプリウェット材中に成膜材を滴下する前記ステップでは、前記成膜材を前記プリウェット材からはみ出すことのないように滴下することを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の本発明では、基板を水平状態に保持可能であり、かつ保持した前記基板を水平回転可能とした基板載置手段と、前記基板表面に成膜材を滴下する成膜材滴下手段と、前記基板上にプリウェット材を滴下するプリウェット材滴下手段とを具備し、前記基板表面に成膜材を滴下した後、前記基板を水平回転させて前記成膜材を前記基板表面の全体にわたって塗布可能とした基板被膜装置において、前記基板上に前記プリウェット材を滴下するとともに、滴下された前記プリウェット材中に成膜材を滴下して、この成膜材が滴下された状態を所定時間維持した後に前記基板を水平回転するように制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の本発明では、基板を水平状態に保持可能であり、かつ保持した前記基板を水平回転可能とした基板載置手段と、前記基板表面に成膜材を滴下する成膜材滴下手段と、前記基板上にプリウェット材を滴下するプリウェット材滴下手段とを具備し、前記基板表面に成膜材を滴下した後、前記基板を水平回転させて前記成膜材を前記基板表面の全体にわたって塗布可能とした基板被膜装置において、前記基板上にプリウェット材を滴下するとともに、前記基板を水平回転して滴下された前記プリウェット材を前記基板表面の全体に予め塗布し、次いで、前記プリウェット材が塗布された前記基板上に前記プリウェット材を再度滴下し、滴下された前記プリウェット材中に成膜材を滴下して、この成膜材が滴下された状態を所定時間維持した後に前記基板を水平回転するように制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項７に記載の本発明では、請求項５又は６に記載の基板被膜装置において、前記制御手段は、前記成膜材滴下手段に対して、前記成膜材を、滴下された前記プリウェット材からはみ出すことなく滴下するように制御することを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載の本発明では、基板表面に成膜材を滴下するとともに、前記基板を水平回転させて前記成膜材を基板表面の全体にわたって塗布するように基板被膜装置を駆動させるための成膜材の塗布プログラムであって、前記基板上にプリウェット材を滴下する機能と、滴下された前記プリウェット材中に成膜材を滴下する機能と、前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持する機能と、前記基板を水平回転させて前記成膜材を基板表面の全体にわたって塗布する機能とを前記基板被膜装置に実現させることを特徴とする。
【００２２】
請求項９記載の本発明では、基板表面に成膜材を滴下するとともに、前記基板を水平回転させて前記成膜材を基板表面の全体にわたって塗布するように基板被膜装置を駆動させるための成膜材の塗布プログラムであって、前記基板上にプリウェット材を滴下する機能と、前記基板を水平回転して滴下された前記プリウェット材を前記基板表面の全体に塗布する機能と、前記プリウェット材が塗布された前記基板上に、前記プリウェット材を再度滴下する機能と、再度滴下された前記プリウェット材中に、成膜材を滴下する機能と、前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持する機能と、前記基板を水平回転させて前記成膜材を前記基板表面の全体に塗布する機能とを前記基板被膜装置に実現させることを特徴とする。
【００２３】
請求項１０記載の本発明では、請求項８又は９に記載の成膜材の塗布プログラムにおいて、前記プリウェット材中に成膜材を滴下する前記機能は、前記成膜材を前記プリウェット材からはみ出すことのないように滴下する機能を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
（１）本発明では、基板への成膜材の塗布方法において、基板上にプリウェット材と成膜材とを滴下し、所定時間維持した後、前記基板を水平回転させて前記成膜材を基板表面の全体にわたって塗布することとしているため、プリウェット材と成膜材とを滴下して所定時間維持している間に、成膜材とプリウェット材との間で液中拡散が進行し、成膜材が基板の表面全体に広がりやすくなり、成膜材の消費量を大幅に削減しながら均一な膜厚を得ることができる。したがって、大幅なコストダウンを図ることが可能となる。特に、半導体装置の製造プロセスに適用した場合、製造コストの大幅な削減が可能となる。
【００２５】
（２）また、基板への成膜材の塗布方法において、基板上にプリウェット材を滴下するステップと、滴下された前記プリウェット材中に成膜材を滴下するステップと、前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持するステップと、前記基板を水平回転させて、前記成膜材を前記基板表面の全体にわたって塗布するステップとを有するために、成膜材がプリウェット材に滴下された状態を所定時間維持する間に液中拡散が進行し、成膜材が基板の表面全体に広がりやすくなって、成膜材の消費量を大幅に削減しながら均一な膜厚を得ることができる。したがって、大幅なコストダウンを図ることが可能となる。特に、半導体装置の製造プロセスに適用した場合、製造コストの大幅な削減が可能となる。
【００２６】
（３）特に、基板上にプリウェット材を滴下するステップと、前記基板を水平回転して滴下された前記プリウェット材を前記基板表面の全体に塗布するステップと、前記プリウェット材が塗布された前記基板上に、前記プリウェット材を再度滴下するステップと、再度滴下された前記プリウェット材中に、成膜材を滴下するステップと、前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持するステップと、前記基板を水平回転させて前記成膜材を前記基板表面の全体に塗布するステップとを有することとすれば、基板の濡れ性がより向上し、上述した（１）や（２）の効果をより高めることができる。
【００２７】
（４）また、滴下されたプリウェット材中に成膜材を滴下する前記ステップでは、前記成膜材を前記プリウェット材からはみ出すことのないように滴下するようにすれば、確実に液中拡散が進行し、上述してきた効果がより確実に生起される。
【００２８】
（５）本発明では、上記してきた基板への成膜材の塗布方法を実現する基板被膜装置としたので、本基板被膜装置を用いることで、例えば基板へのレジスト塗布工程や基板へのコートリング材塗布工程などにおいて、上記（１）〜（４）の効果を奏することができ、特に、本基板被膜装置を半導体装置の製造プロセスにおいて適用した場合、半導体装置の製造コストを大幅に削減することが可能となる。
【００２９】
（６）本発明では、基板への成膜材の塗布作業を基板被膜装置で実現するプログラムとしたので、基板被膜装置が円滑に駆動して、上記（１）〜（４）の効果を容易に得ることができる。また、例えば、既存のスピンコート装置などを上記基板被膜装置のように動作させることもでき、これを半導体装置の製造プロセスにおいて適用した場合、半導体装置の製造コストを大幅に削減することが可能となるとともに、新たな装置を設備する必要もなく、コスト削減により貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明に係る基板への成膜材の塗布方法は、基板上にプリウェット材と成膜材とを滴下し、所定時間維持した後、前記基板を水平回転させて前記成膜材を基板表面の全体にわたって塗布するようにしたものである。
【００３１】
より好ましくは、基板上にプリウェット材を滴下するとともに、滴下された前記プリウェット材中に成膜材を滴下し、この成膜材が滴下された状態を所定時間維持した後、前記基板を水平回転させて前記成膜材を基板表面の全体にわたって塗布するようにしたものとする。つまり、プリウェット材に予め成膜材を溶かし込んだ混合液をスピンコートするのではなく、先ずプリウェット材を滴下し、その中に成膜材を滴下して所定時間ホールドし、次いで所定時間所定速度で基板を回転させて成膜材を広げ所定厚みのコーティングを得るようにしている。
【００３２】
すなわち、スピンコート方式で基板にレジスト材やコーティング材などの成膜材を塗布する場合、従来のように、回転、時間、温度、接触角などの物理的なシーケンス工法のみに頼ることなく、液中拡散の自然科学原理を応用して基板全面に前記成膜材を広げることができ、少量の成膜材で均一な膜厚を確保できることから、材料費を大幅に削減してコスト低減を図ることが可能な方法としている。
【００３３】
この方法は、半導体の分野のみならず、スピンコート方式を用いる作業全般に適用可能であるが、特に半導体装置の製造プロセスに好適に採用できる。この場合、前記基板を半導体ウェハとするとともに、成膜材として各種レジスト材、あるいは各種コーティング材とすることができる。また、プリウェット材としては、前記成膜材に好適な溶剤として機能するものであれば適宜選択することができる。
【００３４】
本実施形態に係る基板への成膜材の塗布方法は、より具体的には、基板上にプリウェット材を滴下するステップと、前記基板を水平回転して滴下された前記プリウェット材を前記基板表面の全体に塗布するステップと、前記プリウェット材が塗布された前記基板上に、前記プリウェット材を再度滴下するステップと、再度滴下された前記プリウェット材中に、成膜材を滴下するステップと、前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持するステップと、前記基板を水平回転させて前記成膜材を前記基板表面全体に塗布するステップとを有するものとすることが好ましい。
【００３５】
すなわち、成膜材を滴下する前に、予め基板全体にプリウェット材を塗布しておき、さらにこれと同一のプリウェット材を基板上に滴下してこれに成膜材を滴下するようにしているので、基板の濡れ性がより向上して、上述した効果をより高めることができ、材料消費量を半減することも可能である。
【００３６】
また、このときに、滴下されたプリウェット材中に成膜材を滴下する前記ステップでは、前記成膜材を前記プリウェット材からはみ出すことのないように滴下して、確実に液中拡散を進行させるようにすることが望ましい。
【００３７】
また、前記プリウェット材を再度滴下する前記ステップでは、前記プリウェット材を前記基板の略中心に滴下することが望ましい。
【００３８】
これは、その後基板を回転させたときに、基板中央に位置したプリウェット材に拡散した成膜材を基板全体に均等に広げることができるので、少量の成膜材であっても膜厚の均一性を十分確保することができるからである。
【００３９】
さらに、前記プリウェット材を前記基板表面全体に塗布する前記ステップと、前記成膜材を前記基板表面全体に塗布する前記ステップとにおける前記基板の回転方向は同一方向であることが望ましい。
【００４０】
これは、両ステップにおける回転方向を同一とすることで、予め塗布されたプリウェット材の広がり方向と成膜材の広がり方向とを一致させ、成膜材の広がりを円滑に行わせることが可能なためであり、実験的にも同一方向とした場合の方が成膜材の消費量も少なく、かつ膜厚の均一性も優ることが分かっている。
【００４１】
なお、なお、基板上にプリウェット材や成膜材を滴下する場合は、基板は静止状態としておくことが望ましいが、この静止状態というのは、例えば極めて遅い速度でゆっくりと回転している場合も含む概念とする。
【００４２】
また、本発明では、上述してきた方法を実現するための基板被膜装置を提案する。
【００４３】
これは、基板を水平状態に保持可能であり、かつ保持した前記基板を水平回転可能とした基板載置手段と、前記基板表面に成膜材を滴下する成膜材滴下手段と、前記基板上にプリウェット材を滴下するプリウェット材滴下手段とを具備し、前記基板表面に成膜材を滴下した後、前記基板を水平回転させて前記成膜材を基板表面の全体にわたって塗布可能とした基板被膜装置において、る前記基板上に前記プリウェット材を滴下するとともに、滴下された前記プリウェット材中に成膜材を滴下し、この成膜材が滴下された状態を所定時間維持した後に前記基板を水平回転するように制御する制御手段を備える構成としたものであり、半導体製造ラインなどに設置可能である。
【００４４】
この基板被膜装置は、通常のスピンコート装置同様に、基板載置手段としてチャンバ内に配設したスピンチャックとこれに連動連結した回転モータとを備えている。そして、前記スピンチャックは、例えば真空吸着によってウェハなどからなる基板を吸着保持した状態で回転可能である。
【００４５】
また、前記成膜材滴下手段及びプリウェット材滴下手段は、吐出バルブなどを介して成膜材供給管に連通連結した第１ノズルと、プリウェット材供給管に連通連結した第２ノズルとからなり、それぞれ例えば駆動モータなどにより、前記スピンチャック上に架設されたガイドレール上を水平移動可能に構成されている。
【００４６】
そして、制御手段として、ＣＰＵやメモリなどを備えた制御回路を備えており、この制御回路により、前記吐出バルブ、回転モータ及び駆動モータなどをはじめ、装置全体の駆動を制御して、静止状態にある前記基板上に前記プリウェット材を滴下するとともに、滴下された前記プリウェット材中に成膜材を滴下し、この成膜材が滴下された状態を所定時間維持した後に前記基板を水平回転するようにしている。
【００４７】
より具体的には、前記基板表面に成膜材を滴下した後、前記基板を水平回転させて前記成膜材を前記基板表面の全体にわたって塗布可能とした基板被膜装置において、前記基板上にプリウェット材を滴下するとともに、前記基板を水平回転して滴下された前記プリウェット材を前記基板表面の全体に予め塗布し、次いで、前記プリウェット材が塗布された前記基板上に前記プリウェット材を再度滴下し、滴下された前記プリウェット材中に成膜材を滴下して、この成膜材が滴下された状態を所定時間維持した後に前記基板を水平回転するように制御する制御回路を備えている。
【００４８】
すなわち、前記制御回路は、前記成膜材を前記基板上に滴下する前に、静止した基板上にプリウェット材を滴下するとともに、前記基板を水平回転して滴下された前記プリウェット材を前記基板表面全体に予め塗布し、次いで、前記プリウェット材が塗布された静止状態の前記基板上に前記プリウェット材を再度滴下するように制御するのである。
【００４９】
また、前記制御回路は、前記成膜材滴下手段となる第２ノズルに対して、滴下されたプリウェット材中に成膜材を滴下する場合は、前記成膜材が前記プリウェット材からはみ出すことのないように滴下されるように制御する。
【００５０】
また、前記制御回路は、前記プリウェット材滴下手段となる第１ノズルに対して、プリウェット材が基板の略中心に滴下されるように制御する。
【００５１】
さらに、前記制御回路は、前記回転モータを制御して、前記プリウェット材を前記基板表面全体に塗布するときの前記基板の回転方向と、再度滴下された前記プリウェット材中に前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持した後の前記基板の回転方向とを同一方向とするようにしている。
【００５２】
このように、本実施形態に係る基板被膜装置を、例えば半導体装置の製造ラインに設置した場合、レジスト塗布工程やコーティング材の塗布工程において、使用される材料を大幅に削減することができるため、半導体装置の製造コストを大幅に削減することが可能となる。
【００５３】
上記基板被膜装置は、以下に説明するプログラムにより駆動される。
【００５４】
すなわち、前記基板上にプリウェット材を滴下する機能と、滴下された前記プリウェット材中に成膜材を滴下する機能と、前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持する機能と、前記基板を水平回転させて前記成膜材を基板表面の全体にわたって塗布する機能とを前記基板被膜装置に実現させるための成膜材の塗布プログラムが前記制御回路のメモリに格納されている。
【００５５】
より詳しくは、前記基板上にプリウェット材を滴下する機能と、前記基板を水平回転して滴下された前記プリウェット材を前記基板表面の全体に塗布する機能と、前記プリウェット材が塗布された前記基板上に、前記プリウェット材を再度滴下する機能と、再度滴下された前記プリウェット材中に、成膜材を滴下する機能と、前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持する機能と、前記基板を水平回転させて前記成膜材を前記基板表面の全体に塗布する機能とを前記基板被膜装置に実現させるための成膜材の塗布プログラムが前記メモリに格納されているのである。
【００５６】
しかも、このプログラムにおいては、前記プリウェット材中に成膜材を滴下する前記機能は、前記成膜材を前記プリウェット材からはみ出すことのないように滴下する機能を含んでいる。
【００５７】
また、このプログラムにおいては、プリウェット材を再度滴下する前記機能は、前記プリウェット材を前記基板の略中心に滴下する機能を含んでいる。
【００５８】
さらに、このプログラムにおいては、前記プリウェット材を前記基板表面全体に塗布する前記機能と、前記成膜材を前記基板表面全体に塗布する前記機能とにおける前記基板の回転方向が同一方向となるようにしている。
【００５９】
前記基板被膜装置は、予め上述した成膜材の塗布プログラムを組込んでおいてもよいし、前記プログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録しておき、この記録媒体を介して前記メモリに展開されるようにしてもよい。
【００６０】
また、上記プログラムで駆動する装置であれば、既存のスピンコート装置をそのまま用いて基板被膜装置となすことができ、この場合、新たな装置を購入したりする必要もないのでその点からもコスト削減が可能となる。
【００６１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態をより具体的に説明する。なお、本実施形態に係る基板被膜装置は、ウェハなどの半導体基板に、高粘度材料からなるコーティング材を被膜する工程に用いるものとしている。
【００６２】
図１は本実施形態に係る基板被膜装置を模式的に示した説明図、図２は前記基板被膜装置において、基板にコーティング材を塗布する工程を示すフローチャート、図３は基板にコーティング材を塗布する過程を図示した説明図である。
【００６３】
図１に示すように、本実施形態に係る基板被膜装置は、ウェハなどの基板１を載置保持可能なチャック２０を有する基板載置部２と、この基板載置部２を水平回転させるモータ３０を有する回転駆動部３と、成膜液を滴下可能とした第１のノズル４及びプリウェット材を滴下可能とした第２のノズル５と、これら第１，第２のノズル４，５を前記基板１の半径方向に往復移動させるアクチュエータ６０を設けたアーム６１を有するノズル移動部６とを備えている。
【００６４】
前記第１のノズル４は、バルブ７を介して成膜液供給パイプ４０に連通連結している。
【００６５】
そして、前記回転駆動部３及びノズル移動部６の駆動及び前記バルブ７の駆動を制御する制御回路を有する制御部８を備えている。９は前記基板載置部２及び第１、第２のノズル４，５を囲繞するチャンバである。
【００６６】
前記制御部８は、制御回路を構成するＣＰＵやメモリなどを備えており、このメモリ内に成膜材の塗布プログラムが格納されている。
【００６７】
この成膜材の塗布プログラムは、前記基板１の表面に前記第１のノズル４から成膜材を滴下するとともに、前記モータ３０を駆動制御して前記基板１を水平回転させて前記成膜材を基板１の表面全体にわたって塗布するように基板被膜装置を駆動させるためのプログラムであって、前記基板１上に前記第２のノズル５からプリウェット材を滴下する機能と、滴下された前記プリウェット材中に前記第１のノズル４から成膜材を滴下する機能と、前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持する機能と、前記基板１を前記モータ３０を駆動制御して所定時間所定速度で水平回転させて前記成膜材を基板１の表面全体にわたって塗布する機能とを、前記基板被膜装置に実現させることができる。
【００６８】
本実施形態に係る成膜材の塗布プログラムでは、前記第１のノズル４から成膜材を滴下するに先立って、先ず、前記基板１上に前記第２のノズル５からプリウェット材を滴下する機能と、前記モータ３０を駆動制御して前記基板１を所定速度で所定時間水平回転して滴下された前記プリウェット材を前記基板１の表面全体に塗布する機能と、前記基板１の回転を停止した後、前記プリウェット材が全面に塗布された前記基板１上に、前記第２のノズル５からプリウェット材を再度滴下する機能とを有するものとしている。つまり、本実施形態では、前記成膜材は、二回目に滴下された前記プリウェット材中に滴下されることになる。
【００６９】
上記成膜材の塗布プログラムにより、本実施形態に係る基板被膜装置は図２に示す工程に沿って動作する。
【００７０】
すなわち、先ず、前記第２のノズル５からプリウェット材を停止状態にある基板１上に滴下し（ステップＳ１）、次いで前記モータ３０が駆動されて前記基板１が所定速度で所定時間水平回転し、滴下された前記プリウェット材を前記基板１の表面の全体に塗布する（ステップＳ２）。そして、前記基板１の回転を停止した後、プリウェット材が全面に塗布された当該基板１上に、やはり前記第２のノズル５から前記プリウェット材を再度滴下する（ステップＳ３）。次いで、再度滴下された前記プリウェット材中に、前記第１のノズル４から成膜材を滴下する（ステップＳ４）。そして、前記成膜材が滴下された状態を所定時間維持し（ステップＳ５）、その後、前記モータ３０が駆動されて前記基板１が所定時間所定速度で水平回転し、前記成膜材が前記基板１の表面全体に塗布されることにより（ステップＳ６）、所定する膜厚のコーティングが完了する。
【００７１】
かかる工程をより分かりやすく説明すると、前記ステップＳ１では、図３（ａ）に示すように、所定量のプリウェット材を基板１の中央に滴下する。そして、前記ステップＳ２では、図３（ｂ）に示すように、基板１を回転させて遠心力によりプリウェット材を基板１の表面全体に塗布する。その後、基板１を停止した状態で、前記ステップＳ３では、図３（ｃ）に示すように、前記プリウェット材を基板１の中央に再度滴下する。そして、前記ステップＳ４では、図３（ｄ）に示すように、二回目に滴下されたプリウェット材の中央に所定量の成膜材を滴下する。このとき、成膜材がプリウェット材からはみ出すことのないように滴下し、滴下した状態では、下から一回目に滴下したプリウェット材の層、二回目に滴下したプリウェット材の層、当該成膜材の層と三層構造となるようにすることが肝要である。
【００７２】
そして、前記ステップＳ５のように、基板１は停止状態のまま所定時間この状態を維持すると、図４に示すようなメカニズムで液中拡散が開始され、成膜材とプリウェット材との間で溶質分子の移動が行われて均一な溶液状態となっていく（図３（ｅ））。その後、前記ステップＳ６で基板１を所定速度で所定時間回転させると、図３（ｆ）に示すように、結果的にプリウェット材に略均一に溶け込んだ前記成膜材が前記基板１の表面全体に均一に塗布され、結果的に均一な膜厚で被膜される。
【００７３】
このように、本実施形態によれば、基板１の表面全体にプリウェット材を塗布した後、再度プリウェット材を滴下し、この二回目に滴下したプリウェット材中に成膜材を滴下して所定時間維持することにより液中拡散を進行させるようにしているので、基板１上での遠心力による成膜材の広がり性能が著しく向上し、より少量の成膜材の滴下量で所望する膜厚のコーティングが可能となる。
【００７４】
なお、前記ステップＳ１で滴下するプリウェット材の量としては、８インチの基板１に対して５〜１０ｇ程度である。また、前記ステップＳ２においては、前記基板１を１８００〜２５００ｒｐｍの速度で７〜１５秒程度回転させるとよい。なお、このときの回転方向は時計回りでも反時計回りでもいずれでも構わない。また、前記ステップＳ３における二回目のプリウェット材の滴下量は２〜５ｇとする。
【００７５】
さらに、前記ステップＳ４における成膜材の滴下量は、前記二回目のプリウェット材の滴下量の半分程度でよい。
【００７６】
また、前記ステップＳ５におけるホールド時間としては２〜６秒程度とする。また、前記ステップＳ６においては、前記基板１を１０００〜１５００ｒｐｍの速度で１５〜３０秒程度回転させる。なお、このときの回転方向は前記ステップＳ２の回転方向と同一としている。
【００７７】
以上、本発明を実施形態を通して説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。本実施形態においては、コーティング被膜の要求厚みが４８００〜６０００ｎｍの場合を想定しており、要求膜厚によっては上述した各種条件は適宜変更されるべきである。
【００７８】
また、本発明が適用可能な成膜材としては、ポリイミド材、高粘度レジスト材などがある。また、プリウェット材としてはＮ-メチルピロリドン、1-メトキシ-2-プロピルアセテ−ト、シクロペンタノンなどがある。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本実施形態に係る基板被膜装置を模式的に示した説明図である。
【図２】基板にコーティング材を塗布する工程を示すフローチャートである。
【図３】基板にコーティング材を塗布する過程を図示した説明図である。
【図４】液中拡散のメカニズムの説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  基板
２  基板載置部
３  回転駆動部
４  第１のノズル
５  第２のノズル
６  ノズル移動部
７  バルブ
８  制御部
９  チャンバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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