(57)【要約】【課題】本発明の主な課題は、基板表面上に低粘度の塗布液を供給する際に、空気溜りを残存させることなく、平面形状が点対称な濡れ領域を形成でき、その結果、その後の高速回転により、基板表面全体に均一な厚さの塗膜が得られる回転塗布方法を提供することである。【解決手段】本発明の回転塗布方法は、基板表面上に供給した塗布液１２を、基板Ｗを回転させることによって、基板表面に分散させて塗布する回転塗布方法であって、基板中央位置に塗布液１２を供給して、第１の濡れ領域１０１ａを形成する工程と、基板Ｗを第２の回転数Ｎ２で低速回転させながら、塗布液１２を第１の濡れ領域１０１ａの外周縁の外側位置に供給して、第１の濡れ領域１０１ａと接して取り囲む第２の濡れ領域１０１ｂを形成する工程とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面上に供給した塗布液を、前記基板を回転させることによって、前記表面上に分散させて塗布する回転塗布方法であって、
前記基板の中央位置に前記塗布液を供給して、第１の濡れ領域を形成する工程と、
前記基板を第２の回転速度で回転させながら、前記塗布液を前記第１の濡れ領域の外周縁の外側位置に供給して、前記第１の濡れ領域と接して取り囲む第２の濡れ領域を形成する工程とを含む回転塗布方法。
【請求項２】
前記第１の濡れ領域の形成は、静止状態の基板に塗布液を供給して行うか、または、静止状態の基板に塗布液を供給後、前記基板を第１の回転速度で回転させて行うか、または、基板を第１の回転速度で回転させながら塗布液を供給して行う請求項１に記載の回転塗布方法。
【請求項３】
前記第２の回転速度は、前記第１の回転速度よりも遅い回転速度である請求項２に記載の回転塗布方法。
【請求項４】
前記第２の濡れ領域形成後、さらにその外側に順次、最外周の濡れ領域と接して取り囲む濡れ領域を形成する工程を含む請求項１から３のいずれかに記載の回転塗布方法。
【請求項５】
所定の濡れ領域の形成が完了した後、前記濡れ領域の形成時の回転速度よりも速い回転速度で前記基板を回転させ、前記濡れ領域の前記塗布液を基板表面全体に分散させる工程を、さらに含む請求項１から４のいずれかに記載の回転塗布方法。
【請求項６】
前記塗布液を供給するノズルの高さ位置は、ノズル先端と基板表面との間で前記塗布液が連続体となる高さ位置とする請求項１から５のいずれかに記載の回転塗布方法。
【請求項７】
前記塗布液は、半導体基板表面上に塗布して、その含有する不純物を熱拡散させる液状塗布拡散源である請求項１から６のいずれかに記載の回転塗布方法。
【請求項８】
前記塗布液の粘度は、１０ｃｐ〜１３０ｃｐである請求項１から７のいずれかに記載の回転塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板表面上に供給した塗布液を、基板を回転させることによって、基板表面に分散させて塗布する回転塗布方法に関し、とくに低粘度の塗布液を塗布する回転塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピンコータ等を用いて、基板表面に塗布液を供給し、その供給した塗布液を高速回転の遠心力で回転塗布する際に、より均一な厚さの塗膜を得るためには、塗布液の供給時に基板表面上に如何にその平面形状が点対称な濡れ領域を形成するかが重要となる。
【０００３】
とくに低粘度で表面張力（凝集力）の小さい塗布液では、基板表面上の広い範囲に安定した平面形状の濡れ領域を形成することは困難であった。  
【０００４】
従来の回転塗布方法の一例として、スピンコータを用いて半導体基板表面上に塗膜を形成し、その含有する不純物を熱拡散させる液状塗布拡散源の回転塗布方法を図４，図５に示す。
【０００５】
図４は側断面図であり、図５は半導体基板上の濡れ領域の平面形状およびノズル位置を示す平面図である。
【０００６】
図４，図５において、１はスピンコータ、２はスピンチャック、３は変速機構、４は回転モータ、５はカップ、６はノズル、７はノズル移動用モータ、８はノズル移動用ガイド、９は塗布液貯蔵部、１０は制御部、１１は排出口、１２は塗布液（液状塗布拡散源）、１２ａ，１２ｂは基板表面上の濡れ領域、Ｓはスクライブパターン溝、Ｗは半導体基板である。
【０００７】
このようなスピンコータ１を用いた回転塗布方法は、先ず、ノズル６を静止状態の半導体基板Ｗの中央上方に配置し、基板表面を十分被覆できる量の塗布液１２を基板表面上に滴下し、その後、半導体基板Ｗを高速回転させ、その遠心力によって塗布液１２を基板表面全体に分散させて薄い塗膜を形成する。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開平５−３４７２６５号公報
【特許文献２】特開２００５−２３０６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ノズル６から基板中央に、基板表面を十分被覆できる量の塗布液１２を一点集中型で滴下供給すると、基板表面上での濡れ広がり面積が小さい間は塗布液１２の持つ表面張力（凝集力）により、ほぼ均等に濡れ広がるが、徐々に濡れ広がり面積が増大すると、基板全体の僅かな反りや傾斜の影響力の方が塗布液１２の表面張力（凝集力）よりも大きくなり、不特定な方向に偏って濡れ広がり、その結果、図５（ａ）に示すように、歪んだ平面形状（非点対称）の濡れ領域が形成された。
【０００９】
尚、図５（ａ）では、略円形状の濡れ領域１２ａを形成する場合を示したが、とくにこれに限らず、図５（ｂ）に示すように、格子状に形成されたスクライブパターン溝Ｓなどによる毛細管現象に依存して濡れ広がり、略矩形状の濡れ領域１２ｂを形成する場合もある。
【００１０】
そして、このように歪んだ平面形状の濡れ領域１２ａ，１２ｂの塗布液１２を高速回転させ、遠心力で基板表面全体に分散させても、均一な厚さの塗膜を得ることはできなかった。
【００１１】
また、このような濡れ領域の平面形状の歪みの発生は、表面張力（凝集力）の小さい低粘度の塗布液１２ほど顕著であった。
【００１２】
また、塗布液１２を滴下するノズル６の高さ位置が高いと、滴下した塗布液１２中にエアを巻き込みやすく、塗布ムラの原因となった。
【００１３】
尚、特許文献２には、フォトレジストなどの高粘度塗布液の供給方法として、ノズルを基板中央から順次、基板半径方向に断続的移動および断続的塗布液供給を繰り返し、同心円状の多数の濡れ領域を形成する方法が開示されているが、この方法においては、互いに隣り合うリング状濡れ領域が離間して独立しているため、それぞれの濡れ領域の平面形状を安定維持させることが困難であった上、分散後に空気溜りが残存するおそれがあった。
【００１４】
本発明の主な課題は、基板表面上に低粘度の塗布液を供給する際に、空気溜りを残存させることなく、平面形状が点対称な濡れ領域を形成でき、その結果、その後の高速回転により、基板表面全体に均一な厚さの塗膜が得られる回転塗布方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の回転塗布方法は、基板の表面上に供給した塗布液を、基板を回転させることによって、表面上に分散させて塗布する回転塗布方法であって、基板の中央位置に塗布液を供給して、第１の濡れ領域を形成する工程と、基板を第２の回転速度で回転させながら、塗布液を第１の濡れ領域の外周縁の外側位置に供給して、第１の濡れ領域と接して取り囲む第２の濡れ領域を形成する工程とを含む回転塗布方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の回転塗布方法によれば、基板表面上に低粘度の塗布液を供給する際に、空気溜りを残存させることなく、平面形状が点対称な濡れ領域を形成でき、その結果、その後の高速回転により、基板表面全体に均一な厚さの塗膜が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、基板表面上に低粘度の塗布液を供給する際に、空気溜りを残存させることなく、平面形状が点対称な濡れ領域を形成でき、その結果、その後の高速回転により、基板表面全体に均一な厚さの塗膜を得るという目的を、基板の中央位置に塗布液を供給して、第１の濡れ領域を形成する工程と、基板を第２の回転速度で回転させながら、塗布液を第１の濡れ領域の外周縁の外側位置に供給して、第１の濡れ領域と接して取り囲む第２の濡れ領域を形成する工程とを含むことで実現した。
【実施例】
【００１８】
本発明の回転塗布方法の一例として、スピンコータを用いて半導体基板表面上に塗膜を形成し、その含有する不純物を熱拡散させる液状塗布拡散源の回転塗布方法を図１〜３に示す。図４，５と同一部分には同一符号を付す。
【００１９】
図１は側断面図であり、図２は半導体基板上の略円形状の濡れ領域およびノズル位置を示す平面図であり、図３は半導体基板上の略矩形状の濡れ領域およびノズル位置を示す平面図である。
【００２０】
図１において、１はスピンコータ、２はスピンチャック、３は変速機構、４は回転モータ、５はカップ、６はノズル、７はノズル移動用モータ、８はノズル移動用ガイド、９は塗布液貯蔵部、１０は制御部、１１は排出口、１２は塗布液（液状塗布拡散源）、１０１ａは第１の濡れ領域、１０１ｂは第２の濡れ領域、Ｎ１は第１の供給工程の半導体基板Ｗの第１の回転数、Ｎ２は第２の供給工程の半導体基板Ｗの第２の回転数、Ｗは半導体基板である。
【００２１】
ここで、ノズル６高さＨは、ノズル６先端と基板表面との間で塗布液１２が連続体となる程度の高さに設定しておく。
【００２２】
このようなノズル高さＨにしておくと、塗布液１２が基板表面上にスムースに供給され、滴下した塗布液１２中にエアの巻き込みがなく、塗布ムラになるのを防止でき好適である。
【００２３】
そして、先ず、図１（ａ），図２（ａ），図３（ａ）に示すように、第１の供給工程として、ノズル６を基板中央の上方に配置して、所定量の塗布液１２を基板表面上に供給して、第１の濡れ領域１０１ａを形成する。図２（ａ）では第１の濡れ領域１０１ａが略円形状となる場合を示し、図３（ａ）では第１の濡れ領域１０１ａが略矩形状となる場合を示す。
【００２４】
ここで、塗布液１２の供給量は、塗布液１２の粘度（例えば、１０〜１３０ｃｐ）や基板Ｗの反り、傾斜、形成パターンなどを考慮して、塗布液１２が基板表面上でほぼ均等に濡れ広がり、点対称な平面形状の第１の濡れ領域１０１ａ（例えば、円形状の場合；半径＝１０〜２０ｍｍ、矩形状の場合；一辺長＝２０〜４０ｍｍ）を形成維持できる供給量とする。
【００２５】
また、この第１の供給工程は、基板Ｗを第１の回転数Ｎ１で低速回転させながら行う（例えば、Ｎ１＝１０〜５０ｒｐｍ）。
【００２６】
このように半導体基板Ｗを低速回転させながら塗布液１２を供給すると、基板表面上に供給された塗布液１２が適度な遠心力ｆにより基板円周方向に均等に濡れ広がり好適である。
【００２７】
次に、一旦、塗布液１２の供給を停止させる。
【００２８】
次に、ノズル６を基板中央位置から第１の濡れ領域１０１ａの外周縁の外側位置まで移動させる。
【００２９】
移動後の供給位置としては、基板表面上に供給された塗布液１２が濡れ広がって第１塗れ領域と回転により次第に順を追って接触していくような供給位置とする。また、ノズル６はノズル高さＨに設定する。
【００３０】
ここで、供給位置を第１の濡れ領域１０１ａの外周縁の外側位置とする理由は、供給位置を第１の濡れ領域１０１ａの領域内や外周縁上にすると、第１の濡れ領域１０１ａ上に直接、ノズル６からの塗布液１２が供給されるため、その衝撃で濡れ領域の変形が発生するからである。
【００３１】
また、供給位置を第１の濡れ領域１０１ａの外周縁の外側位置とすると、より広範囲な濡れ領域が形成できて好適である。
【００３２】
そして、図１（ｂ），図２（ｂ），図３（ｂ）に示すように、第２の供給工程として、半導体基板Ｗを第２の回転数で低速回転（例えば、回転数Ｎ２＝５〜４０ｒｐｍ）させながら塗布液１２を供給することで第１の濡れ領域１０１ａと接して取り囲む第２の濡れ領域１０１ｂを形成する。
【００３３】
尚、このときの半導体基板Ｗの回転数Ｎ２は、第１の濡れ領域１０１ａの塗布液１２が遠心力で広がらないようにするため、回転数Ｎ２<回転数Ｎ１とするのがよい。
【００３４】
このように、第１の濡れ領域１０１ａと接するように第２の濡れ領域１０１ｂを形成すると両者間に空気溜りを残存させる心配がない。
【００３５】
また、第２の濡れ領域１０１ｂを第１の濡れ領域１０１ａと接触させながら形成して行くため、形成されつつある第２の濡れ領域１０１ｂの塗布液１２に対して、第１の濡れ領域１０１ａから表面張力（凝集力）による引張力ｔが作用し、第２の濡れ領域１０１ｂが急速に濡れ広がることを抑制でき、安定した平面形状が得られる。
【００３６】
すなわち、第２の供給工程では、基板表面上に塗布される塗布液１２に、一方では、第１の濡れ領域１０１ａからの引張力ｔが作用し、他方では、低速回転（回転数Ｎ２）による遠心力ｆ（引張力ｔと反対向き）が作用する格好となる。
【００３７】
このため、これらの力（ｆ，ｔ）の関係を回転数Ｎ２などでバランス制御することで点対称な第２の濡れ領域１０１ｂが安定形成される。
【００３８】
次に、第１，第２の濡れ領域１０１ａ，１０１ｂの形成が完了したら、半導体基板Ｗを高速回転（例えば、１０００ｒｐｍ以上）させて、第１，第２の濡れ領域１０１ａ，１０１ｂの塗布液１２を遠心力を利用して半導体基板Ｗ表面全体に分散させる。
【００３９】
このようにすると、点対称な平面形状の第１，第２の濡れ領域１０１ａ，１０１ｂから基板表面全体に塗布液１２が均等分散され、均一な厚さの塗膜が得られる。
【００４０】
尚、上記の例では、第１の供給工程では、半導体基板Ｗを第１の回転数Ｎ１で低速回転させながら塗布液１２を供給して行うことで説明したが、とくにこれに限るものではなく、静止状態の半導体基板Ｗに塗布液１２を供給して行ってもよく、または、静止状態の半導体基板Ｗに塗布液１２を供給後、半導体基板Ｗを第１の回転数Ｎ１で回転させて行ってもよい。
【００４１】
また、上記の例では、塗布液１２を第１，第２の供給工程に２分割して供給することで説明したが、とくにこれに限定されるものではなく、基板表面上に、さらに広範囲に亘る濡れ領域を確保したい場合は、第３の供給工程として、第２の濡れ領域１０１ｂと接して取り囲む第３の濡れ領域を形成する工程を追加してもよく、順次、その外側に最外周の濡れ領域と接して取り囲む濡れ領域を形成して行ってもよいことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、基板表面上に低粘度の塗布液を供給する際に、空気溜りを残存させることなく、平面形状が点対称な濡れ領域を形成でき、その結果、その後の高速回転により、基板表面全体に均一な厚さの塗膜が得られる回転塗布方法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の回転塗布方法の一例を説明する側断面図
【図２】本発明の回転塗布方法の一例を説明する平面図
【図３】本発明の回転塗布方法の一例を説明する平面図
【図４】従来の回転塗布方法の一例を説明する側断面図
【図５】従来の回転塗布方法の一例を説明する平面図
【符号の説明】
【００４４】
１    スピンコータ
２    スピンチャック
３    変速機構
４    回転モータ
５    カップ
６    ノズル  
７    ノズル移動用モータ
８    ノズル移動用ガイド
９    塗布液貯蔵部
１０    制御部
１１    排出口
１２    塗布液（液状塗布拡散源）
１２ａ，１２ｂ    濡れ領域
１０１ａ    第１の濡れ領域
１０１ｂ    第２の濡れ領域
Ｎ１    第１の供給工程の半導体基板Ｗの回転数
Ｎ２    第２の供給工程の半導体基板Ｗの回転数
Ｓ    スクライブパターン溝
Ｗ    半導体基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008221124.tif 000006
【図５】
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