マイクロリトグラフィ用のフォトレジストコーティングプロセス
深い溝の付いた基板を対象としたフォトレジストのスプレーコーティング方法である。本発明の１つの実施形によれば、基板表面は４０〜５０度の水接触角を有した下塗り剤で下塗りされる。スプレーノズルは、基板を直径方向に横切る形で、速度を変化させながら移動することで、全体が実質的に同じ厚みのコーティングを実現する。フォトレジストを基板表面にスプレーコーティングする際の角度は、深くエッチングされた窪みや穴の被覆を実現できるような角度とする。フォトレジストを特定の希釈率で溶剤に溶かすことにより、引っ込みを避けつつ、深くエッチングされた窪みや穴の中にもフォトレジストを均一に吹き付けられる、という粘性範囲を実現する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の様々な実施の形態はマイクロリトグラフィの方法に関する。また、本発明の実施の形態の少なくとも１つは、マイクロリトグラフィで使用される、深い窪みや穴の部分を有する（deep featured）基板において、比較的均一なスプレー被覆（coverage）を実現する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業では、マイクロリトグラフィは、半導体素子の生産のために基板上にパターンを作る目的に使用されている。そうした半導体素子の製造は、通常、フォトレジスト溶液でコーティングするという形でのウエハの処理作業を伴う。フォトレジスト溶液（一般的には「レジスト」とも呼ばれるもの）は、各種プロセスの間、ウエハを覆うために使用され、それらプロセスには、エッチングプロセス、イオン打込みプロセス、そして、金属被覆プロセスが含まれる。フォトレジストは通常、スピンコーティング技術を用いてウエハに与えられるが、当該技術では、フォトレジスト溶液は、ウエハが回転板の上でスピンさせられている間に投与される。ウエハ上のフォトレジストの厚みは、開口部を通る際の流速、プレートの回転速度、そして投与時間によって変化し得る。
【０００３】
基本的なリソグラフィシステムは通常、光源（通常は紫外線などの不可視光線）と、基板に移されるパターンを含んだステンシルまたはフォトマスクと、レンズの集合と、そして、マスクまたはステンシルの上のパターンと基板上の既存パターンとを位置合わせする手段と、を有する。従来のフォトマスクは通常、水晶プレート上にクロミウムパターンを有し、クロミウムがマスクから除去された場所で光を通過させる。特定の波長の光が、フォトレジストでコーティングされた基板にマスクを通して当てられると、クロミウムがマスクから除去されて光がマスクを通過できるようになった場所において、フォトレジストが露光される。レジストを適当な波長の光にさらすことで、レジストポリマの分子構造に変化が生じるが、それにより、露光領域におけるレジストは、現像剤を用いて溶解および除去することができるようになる。上で述べたように作用するレジストは「ポジティブ」レジストとして知られる。その反対に、ネガティブレジストシステムを使えば、露光されていない領域だけを現像剤によって取り除くことができる。
【０００４】
マイクロマシン装置（例：加速度計、ジャイロスコープ、ミニチュアエンジン）により、大量生産可能で非常に精密、小型の電子機械部分に対するニーズが生じた。マイクロリトグラフィは、こうしたマイクロマシン機械装置およびシステムを作る目的で、マイクロ加工プロセスに使用されてきた。マイクロ加工プロセスは通常、集積回路の製造に関係しており、一般的には、マイクロサイズの特徴を備えた構成要素および組立物を生産できるプロセスと、複数の組立物または構成要素を同時に（または「バッチ」で）生産できるプロセスとを含む。マイクロ加工プロセスの寸法公差が微細であるということは、小型化した機械を作ることができる、という意味である。同時に複数の部品を生産できるということは、これらの機械が能率的に多数生産されることを意味し、バッチでの製造は、生産コストにおける規模の経済性の引き下げに通じる。
【０００５】
半導体素子と同様に、ウエハはフォトレジストでコーティングされてから、所望の電気部品または機械部分を作るためにエッチングされる。これは通常、感光性ポリマー（時に「フォトレジスト」または「レジスト」と呼ばれるもの）に開口部または溝を作るプロセスを伴う。これによって規定される狭い領域の中で、基板素材は、一連の処理ステップにおける特定の作業によって改造される。
【０００６】
フォトレジストは、ネガティブまたはポジティブのフォトレジスト素材とすることができる。ネガティブのフォトレジスト素材とは、重合が可能であると共に、発光にさらすことで不溶性にできる、というものである。従って、ネガティブのフォトレジスト素材を使用する場合は、フォトレジストを選択的に発光にさらすことで、基板のうち、以降の作業の間保護しようとする領域の上に重合を生じさせる。フォトレジストのうち露光されなかった部分は、フォトレジストの重合化部分に対して不活発な性質を有する溶剤を用いて取り除かれる。こうした溶剤は水溶剤溶液（aqueous solvent solution）とすればよい。ポジティブフォトレジスト素材とは、発光にさらすことで溶剤に溶ける性質に変えられるものであり、露光されなかったレジストは当該溶剤には溶けない。従って、ポジティブなフォトレジスト素材を用いる場合、フォトレジストを選択的に発光にさらすことで、基板のうち、以降の処理期間の間に保護することを意図しない部分の上に反応を生じさせる。フォトレジストの露光部分は、レジストの露光部分を溶かすことのできない溶剤によって取り除かれる。こうした溶剤は水溶剤溶液とすればよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の１つの実施形は、深い溝状の窪みを有するウエハをフォトレジストでコーティングする方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
深い溝のコーティングを可能にする本発明の第１の側面は、基板に吹き付けられるフォトレジストの希釈率の範囲を提示する。本発明の第２の側面は、深い溝状の窪みおよび／またはバイア状の穴を有する基板に対する、下塗りおよびフォトレジストのスプレーコーティングの方法を提供する。本発明の第３の側面は、比較的湿度の高い環境におけるフォトレジストのスプレーコーティングを可能にする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の１つの実施形によれば、基板表面は、４０〜５０度の間の水接触角を有した下塗り剤で下塗りされる。スプレーノズルは、基板を直径方向に横切る形で速度を変化させながら移動して、実質的に同じ厚みのコーティングを実現する。フォトレジストを基板表面にスプレーコーティングする際は、深くエッチングされた部分まで被覆が実現できるような角度を付ける。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下の説明では、本発明の完全な理解を実現するために、数多くの特定の詳細部について記述する。しかし、当業者であれば、本発明がこれらの特定の詳細部なしでも実施されることは認識できるであろう。他の例では、公知の方法、手順および／または構成要素については、必要以上に本発明の側面を不明瞭にしないために、詳しい説明はしていない。
マイクロ機械加工の業界では、いろいろなスピンコーティング技術が、フォトレジストでウエハ表面をコートする目的で一般的に使用されている。こうした技術は通常、液体フォトレジストが基板表面にドロップされている間、定められた様態で基板をスピンさせる動作を伴う。スピンコーティングプロセスについてはよく知られており、これによれば、表面がマイクロ機械加工されて浅い窪み（すなわち、深さが２０のμｍ未満のもの）を有する基板の場合、大部分で非常に均一なコーティングを実現することができる。しかし、大量マイクロ機械加工プロセスでは、深い溝やバイアの被覆が必要とされることが多い。この場合、従来のスピンコーティングでは、線紋、空隙の形成、および、角（すみ）の部分の盛り上がり（build-up）または引っ込み（pull-back）という結果につながることも多く、それは、後続のエッチング工程の妨げになりうる。
【００１１】
本発明の１つの実施形は、深い溝状の窪みを有するウエハをフォトレジストでコーティングする方法を提供する。深い溝のコーティングを可能にする本発明の第１の側面は、基板に吹き付けられるフォトレジストに関する希釈率の範囲を提示する。本発明の第２の側面は、深い溝状の窪みまたはバイア状の穴を有する基板の上での、下塗りおよびフォトレジストスプレーコーティングの方法を提供する。本発明の第３の側面は、比較的湿度の高い環境における、フォトレジストのスプレーコーティングを可能にする。
【００１２】
図１が示すシステムでは、本発明の１つの実施の形態に従って、基板１０２を回転させながら、フォトレジスト溶液をスプレーする。基板１０２（例えばウエハ）は、プレート１０４上に置かれ、予め定められた速度で第１のモータ１０６により回転させられる。基板１０２が回転させられるのに合わせて、スプレーノズル１０８は基板１０２を直径方向に横切る形で移動し、フォトレジストのコートを基板１０２にスプレーする。スプレーノズル１０８は回り継手アーム１１０に連結されており、当該アームは、基板１０２を径方向に横切る形で、そして、基板１０２の表面にほぼ平行に移動する。
【００１３】
スプレーノズル１０８は、回り継手アーム１１０上にあって、制御装置１１４によって制御されるモータ１１２により、基板の表面にほぼ平行な形で前後に移動させられる。制御装置１１４は、スプレーノズル１０８が移動させられる際の速度および位置を制御する。
図２は、深いものと浅いものと両方の溝、窪みおよび／またはバイアを有する基板１０２と共に用いる場合の、本発明の使用法を示す。図２は、深さの異なる複数の溝およびバイアを有する基板１０２の横断面を示す。一例として、ここでの基板１０２は、比較的浅い溝２０２（例えば深さ２０μｍ）、深いバイア２０４（例えば深さ１００μｍ）、角度の付いた深い溝２０６（例えば深さ２２５μｍ）、および／または、貫通する形でエッチングされたバイア２０８（例えば深さ５００μｍ）を有することとする。実現される窪みや穴の深さは、その深さに対する直径または幅のアスペクト比によって決まる点に留意すべきである。したがって、実装の形によっては、上記の例よりもはるかに深い窪みや穴が実現することもある。
【００１４】
本発明の１つの側面に従ってスプレーコーティングを利用すれば、深い窪みや穴（すなわち、２０μｍを上回る深さのもの）を備えたウエハ１０２にフォトレジストをコーティングでき、スピンコーティングがしばしば直面する問題（例えば、線紋、空隙の形成、角の部分での盛り上がりまたは引っ込み）も解決される。スプレーコーティングとは、基板１０２上にフォトレジストの細かい液滴を付着させることである。基板１０２を回転させながら、液滴を角度αの向きに放出することで、上面および溝の側壁のフォトレジスト被覆範囲は最大になる。すなわち、角度αでフォトレジスト液滴をスプレーすれば、フォトレジストは深い溝およびバイアの中に入り込んで側壁をコーティングすることができる。この角度αはとりわけ、コーティングされる窪みや穴のアスペクト比に依存する。アスペクト比は、窪みや穴の深さに対する直径またはサイズの比を指す。１つの実施形として、角度を付けたフォトレジストスプレーの用途には、Electronic Visions Group製造のEV101 Spray Resist System TMを用いることができる。
【００１５】
回転する基板へのフォトレジストスプレーに関する問題の１つは、基板全体にフォトレジストを均一にコーティングすることが困難、というものである。マイクロ機械加工装置の品質および精度）は、対象の面を覆うフォトレジスト溶液をどれだけ均一にできるか、に大きく依存する。回転する基板のエッジ近くの領域は、単位時間あたりの旋回面積が基板の中央近くの領域よりも大きくなるので、より多くのフォトレジストが基板の中央にたまる傾向がある。
【００１６】
図３が示すのは、回転する基板を横切るスプレーノズルの速度の変化である。この変化は本発明の１つの実施の形態に従うものであり、それによって、基板１０２の上でのフォトレジスト厚みをほぼ均一にすることができる。すなわち、スプレーノズルが、回転する基板１０２を直径方向に横切る形で移動する際の速度は、基板の周辺部から中央に進むにつれて変化する。スプレーノズルが基板を直径方向に横切る形で進む際に、その移動速度は様々に変化する（例：Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ７、Ｓ６、Ｓ５、Ｓ４、Ｓ３、Ｓ２、Ｓ１（Ｓ１は最も遅い速度であり、Ｓ８は最も速い速度である））。例えば、本発明の１つの実施形では、ノズルが基板を直径方向に横切る際の速度は１５段階に分割されている。基板全体にわたってフォトレジストの均一な厚さを実現するために、ノズルがエッジに近づくほど、より遅い速度が用いられる。エッジ近くの方が、カバーされる面積が広くなるからである。例えば、基板の中央では、スプレーノズルは相対速度Ｓ８（外側での速度Ｓ１の２７.２倍）で移動する。
【００１７】
ノズルのスプレーパターンは環状リングの形となるため、スプレーノズルが基板の中心を通る際の移動では、移動速度を早くして、中心付近でフォトレジストが過度に盛り上がることを避ける。例えば、４インチの円形の基板では、回り継手アームは、基板の表面を横切る形に、変化する相対速度で移動させられる。例えば、本発明の１つの実施形では、相対速度の比率は、図３に示するように、１、１.４、１.６８、２.１、２.８、４.２、１０、２７.２、１０、４.２、２.８、２.１、１.６８、１.４、そして１となる。この比率は、最も遅い速度Ｓ１を基準として、スプレーノズルが基板１０２を横切る形に移動する際の相対速度を示すものである。この一連の比率は、使用されるレジストの種類に関わりなく全体の厚みのばらつきが平均の厚みの±５%よりも小さくなるように最適化されている。
【００１８】
コーティングされるフォトレジストの全体的な厚みは、フォトレジストの投与レートの変更やフォトレジストの濃度の変更によって、独立して調節することができる。フォトレジスト投与レートは、単位時間当たりにノズルに送り込まれるレジスト溶液の量を制御するものである。従って、当該レートによって液滴サイズも決定される。液滴が細かいほど、投与レートも低くするのが好ましい。本発明の好適な実施の形態では、使用するレジストの種類に従い、毎分０.７５立方センチメートル（ｃｃ）から毎分２.０ｃｃの間で投与レートを設定するのが最適であることがわかった。
【００１９】
大部分の市販フォトレジストは、スプレーノズルを通して投与するにあたって、２０センチポアズ未満にまで薄められる。より速く乾燥する（すなわち、揮発性のより強い）溶剤をフォトレジスト溶液に加えることで、フォトレジストの乾燥速度は効率的に変化させることができる。この特徴は、深い溝をコーティングする際に特に重要である。湿った状態のレジストが結合する結果として、エッジや角からフォトレジストが引き離される傾向が見られるからである。レジストを乾燥しやすくすることで、その影響を補償する。ただし、レジストの粒が極端に乾燥していると、レジスト層にでこぼこや細穴が生じやすくなり、これらは、後続のエッチング工程において相当量のアンダーカットや欠損が生じる結果を招く。従って、後続のエッチング工程の成功を保証するためには、バランスのとれた溶液が望ましい。
【００２０】
本発明の１つの実施形では、Futurex NR-９（ネガティブトーンレジスト）とClariant AZ５２１４（ポジティブトーンレジスト）を用いることができる。NR-９は、シクロヘキサノン溶剤をベースにしたレジストであり、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）（はるかに揮発性の強い溶剤）との間に完全な適合性を有する。AZ５２１４は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）溶剤をベースにしたレジストであり、ＭＥＫとの間に完全な適合性を有する。本発明の１つの実施形では、NR-９のＭＥＫに対する比率の最適範囲は、１：３から１：５.５の間であり、AZ５２１４のＭＥＫに対するそれは、１：５から１：７の間である。これらの希釈率では、細穴の形成がないこと、そして、被覆が適正となること、が確認されている。本発明の１つの実施の形態では、レジスト希釈により、溶液の粘性は１〜３センチポアズの間となる。
【００２１】
基板面（例えばウエハ）をヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）のような接着促進剤で下塗りすることは、スピンレジストコーティングの準備における標準的な実務である。これにより、基板表面には優れたレジスト接着性が与えられ、後続の湿式プロセスの間のアンダーカットも防止される。付着を制御することで、過剰な下塗りを防止できる。過剰な下塗りは通常、エッチングされた窪みや穴のエッジからレジストが引っ込む結果に通じる。
【００２２】
滑らかな面の上にスピンされるフォトレジストは、過剰な下塗りに対していくぶん寛容である。しかし、深くエッチングされた窪みや穴を有する表面の上へのスプレーレジスト処理は、過剰な下塗りに対してはるかに敏感である。レジスト塗布前に下塗り面の水接触角を計測する経験的テストが示すところによれば、同じレジストの場合でも、優れたレジスト被覆が得られる最適接触角は、スピン用に下塗りされた面の場合よりも、スプレー用に下塗りされた面の場合の方が、１０度ほど低くなる。
【００２３】
図４は、フォトレジストでコーティングされる前の段階での、スピンプロセス下塗り面、スプレープロセス下塗り面の異なる２種類の接触角を示す。図に示すように、スピンコーティング用に下塗りされた面の上の水液滴４０２がβの接触角を有するのに対し、スプレーコーティング用に下塗りされた面の上の水液滴４０４は接触角φを有する（φはβよりも小さい）。例えば、本発明の１つの実施の形態では、下塗りされた酸化シリコン面における水の最適接触角の範囲φは、スプレーレジストプロセスの場合、４０〜５０度である。それに対し、スピンプロセスの場合の最適接触角の範囲βは、５０〜６０度の範囲にある。接触角のこの差は、スプレーコーティング基板の下塗りに用いる下塗剤を、スピンコーティングに使用される下塗剤に比べて疎水性の小さいものとすることで実現される。
【００２４】
特に温度や湿気に関して、周囲環境を制御された状態に維持することは、良好なフォトレジストコーティングを得るうえで非常に重要な要素である。テストを通じて分かっていることとして、スピンコーティングの結果は、周囲の湿気レベルが３０%から５０%の間の相対湿度に保持されていれば、大部分のレジストに関して許容できるものとなる。ただし、スプレーでのレジスト塗布に関しては、湿気レベルをより低くし、さらに厳しく制御する方がよいことが分かっている。これは、ＨＭＤＳで処理された高疎水性表面とレジストの液滴表面における水分凝縮との組み合わせ効果を考えれば理解できる。重要な乾燥段階および合体（coalescing）段階において、スプレーレジストミストの総露出面は、同量のスピンされたレジストに比べてはるかに大きくなる。加えて、希釈のレベルが高いほどレジスト液滴は早く乾燥し、従って、冷却して周囲の空気から湿気を吸収するが、その吸収量は、スピンしたレジストの場合よりもはるかに大きくなる。このレジスト内の水分レベルにより、疎水性表面の角およびエッジの周囲で引っ込みが生じたり、付着力が弱くなったりすることがある。角およびエッジの周囲での引っ込みや付着力の弱さを補うため、本発明の１つの実施の形態では、フォトレジストをＨＭＤＳの下塗り面に吹き付ける際、湿度レベルを３０%の相対湿度よりも低く維持する。
【００２５】
ＨＭＤＳについては、高価な付着促進剤であることが分かっている一方、周囲の湿気に影響を受けやすく、そのことは、スプレーコーティングを目的とした使用の妨げとなる。例えば、実施の形によっては、比較的湿った環境においてスプレーコーティングを実行することが必要となるかもしれず、環境条件に対する依存は小さい方が望ましい。
本発明の１つの実施形は、比較的湿った環境におけるスプレーコーティングの方法を提供する。発明の１つの実施の形態では、下塗り剤として、ＨＭＤＳの代わりにSurPass３０００ＴＭ（DisChem Corporationが製造する水ベースのイオン下塗り剤）を使用する。
【００２６】
図５は、本発明の１つの実施の形態による１つの基板下塗り方法を示すものであり、当該下塗りは、比較的湿度の高い環境においてスプレーコーティングの前に行われる。先ず、基板を洗浄液に浸すことによって洗浄する（５０２）。例えば、基板を洗浄液（例えばPiranha（過酸化物−硫酸の溶液））に浸す時間は、基板の当初の清潔さおよび／または粗さに応じて、５〜１５分とすればよい。他の実施形では、基板を酸素プラズマ溶液で洗浄することも考えられる。その後、基板を超純水で５〜１０分の間すすぐ（５０４）。すすぎの後、基板を完全に乾燥させるが、その手段としては、スピンまたはＮ２パージなどがある（５０６）。乾燥を終えると、基板は下塗り液に浸されることで下塗りされる（５０８）。一例として、基板はSurPass３０００の液体に浸されるが、その際は、わずかに振動させながら、３０〜９０秒の期間浸せばよい。経験則から言えば、深い窪みや穴を有した装置密度の高い基板の場合、浸す時間をより長くする必要がある。その後、基板を超純水の流れの中で、例えば３０秒の間すすぐ（５１０）。それを終えると、スピンまたはＮ２パージなどの手段で基板を完全に乾燥させる（５１２）。
【００２７】
本発明の１つの実施形によれば、下塗り剤としてSurPass３０００を使用することにより、相対湿度レベルが６０%にもなる状況でもむらのないコーティング結果が得られる。また、アンダーカットは、室温で１５分、ＢＯＥ（Buffered Oxide Etch）サンプルで、１μm未満にまで下がる。この湿度レベルで付着促進剤を用いずにスプレーコーティングを行えば、レジスト層の離層は避けられない。
【００２８】
図６は、本発明の１つの実施の形態によりフォトレジストを基板上に付着させる方法を示す。先ず、基板は、４０〜５０度の水接触角を有する下塗り剤で下塗りされる（６０２）。スプレーノズルを、基板を直径方向に横切る形で速度を変化させながら移動させ、厚みが実質的に同じコーティングを実現する（６０４）。このプロセスの実行にあたっては、スプレーの方向付けを、深くエッチングされた窪みや穴の被覆が実現される角度に決める（６０６）。
【００２９】
以上、いくつかの典型的な実施の形態について、添付図面に示し、説明してきたが、こうした実施の形態は、幅広い本発明の単なる実例であって、本発明を限定するものではないということ、さらに、本発明は図示および記述した特定の構造および配置に限定はされず、他に様々な変形例が可能であること、を理解すべきである。当業者であれば、上に述べた好適な実施の形態に関し、本発明の範囲や思想から逸脱しない形で、様々な改造や変形の実施が可能であることは理解できるであろう。つまり、本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内で、本文書に特に記述したのとは異なる形でも実現できる、ということを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による、基板を回転させてフォトレジスト溶液をスプレーするためのシステムを示す図である。
【図２】浅いあるいは深い溝、窪みおよび／またはバイアを有する基板に対して本発明がどのように使用されるかを示す図である。
【図３】本発明の１つの実施の形態において、スプレーノズルが、基板上でフォトレジストの厚みを実質的に均一にするために、回転する基板を横切る際の速度をどう変化させるかを示す図である。
【図４】レジストのスピンコーティングおよびスプレーコーティングのために下塗りされた面それぞれについて、相対的な接触角の大きさを示す図である。
【図５】本発明の１つの実施の形態による、比較的湿度の高い環境におけるスプレーコーティング前の基板下塗り方法を示す図である。
【図６】本発明の１つの実施の形態による、基板上にフォトレジストを配置する方法を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明の様々な実施の形態はマイクロリトグラフィの方法に関する。また、本発明の実施の形態の少なくとも１つは、マイクロリトグラフィで使用される、深い窪みや穴の部分を有する（deep featured）基板において、比較的均一なスプレー被覆（coverage）を実現する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業では、マイクロリトグラフィは、半導体素子の生産のために基板上にパターンを作る目的に使用されている。そうした半導体素子の製造は、通常、フォトレジスト溶液でコーティングするという形でのウエハの処理作業を伴う。フォトレジスト溶液（一般的には「レジスト」とも呼ばれるもの）は、各種プロセスの間、ウエハを覆うために使用され、それらプロセスには、エッチングプロセス、イオン打込みプロセス、そして、金属被覆プロセスが含まれる。フォトレジストは通常、スピンコーティング技術を用いてウエハに与えられるが、当該技術では、フォトレジスト溶液は、ウエハが回転板の上でスピンさせられている間に投与される。ウエハ上のフォトレジストの厚みは、開口部を通る際の流速、プレートの回転速度、そして投与時間によって変化し得る。
【０００３】
基本的なリソグラフィシステムは通常、光源（通常は紫外線などの不可視光線）と、基板に移されるパターンを含んだステンシルまたはフォトマスクと、レンズの集合と、そして、マスクまたはステンシルの上のパターンと基板上の既存パターンとを位置合わせする手段と、を有する。従来のフォトマスクは通常、水晶プレート上にクロミウムパターンを有し、クロミウムがマスクから除去された場所で光を通過させる。特定の波長の光が、フォトレジストでコーティングされた基板にマスクを通して当てられると、クロミウムがマスクから除去されて光がマスクを通過できるようになった場所において、フォトレジストが露光される。レジストを適当な波長の光にさらすことで、レジストポリマの分子構造に変化が生じるが、それにより、露光領域におけるレジストは、現像剤を用いて溶解および除去することができるようになる。上で述べたように作用するレジストは「ポジティブ」レジストとして知られる。その反対に、ネガティブレジストシステムを使えば、露光されていない領域だけを現像剤によって取り除くことができる。
【０００４】
マイクロマシン装置（例：加速度計、ジャイロスコープ、ミニチュアエンジン）により、大量生産可能で非常に精密、小型の電子機械部分に対するニーズが生じた。マイクロリトグラフィは、こうしたマイクロマシン機械装置およびシステムを作る目的で、マイクロ加工プロセスに使用されてきた。マイクロ加工プロセスは通常、集積回路の製造に関係しており、一般的には、マイクロサイズの特徴を備えた構成要素および組立物を生産できるプロセスと、複数の組立物または構成要素を同時に（または「バッチ」で）生産できるプロセスとを含む。マイクロ加工プロセスの寸法公差が微細であるということは、小型化した機械を作ることができる、という意味である。同時に複数の部品を生産できるということは、これらの機械が能率的に多数生産されることを意味し、バッチでの製造は、生産コストにおける規模の経済性の引き下げに通じる。
【０００５】
半導体素子と同様に、ウエハはフォトレジストでコーティングされてから、所望の電気部品または機械部分を作るためにエッチングされる。これは通常、感光性ポリマー（時に「フォトレジスト」または「レジスト」と呼ばれるもの）に開口部または溝を作るプロセスを伴う。これによって規定される狭い領域の中で、基板素材は、一連の処理ステップにおける特定の作業によって改造される。
【０００６】
フォトレジストは、ネガティブまたはポジティブのフォトレジスト素材とすることができる。ネガティブのフォトレジスト素材とは、重合が可能であると共に、発光にさらすことで不溶性にできる、というものである。従って、ネガティブのフォトレジスト素材を使用する場合は、フォトレジストを選択的に発光にさらすことで、基板のうち、以降の作業の間保護しようとする領域の上に重合を生じさせる。フォトレジストのうち露光されなかった部分は、フォトレジストの重合化部分に対して不活発な性質を有する溶剤を用いて取り除かれる。こうした溶剤は水溶剤溶液（aqueous solvent solution）とすればよい。ポジティブフォトレジスト素材とは、発光にさらすことで溶剤に溶ける性質に変えられるものであり、露光されなかったレジストは当該溶剤には溶けない。従って、ポジティブなフォトレジスト素材を用いる場合、フォトレジストを選択的に発光にさらすことで、基板のうち、以降の処理期間の間に保護することを意図しない部分の上に反応を生じさせる。フォトレジストの露光部分は、レジストの露光部分を溶かすことのできない溶剤によって取り除かれる。こうした溶剤は水溶剤溶液とすればよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の１つの実施形は、深い溝状の窪みを有するウエハをフォトレジストでコーティングする方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
深い溝のコーティングを可能にする本発明の第１の側面は、基板に吹き付けられるフォトレジストの希釈率の範囲を提示する。本発明の第２の側面は、深い溝状の窪みおよび／またはバイア状の穴を有する基板に対する、下塗りおよびフォトレジストのスプレーコーティングの方法を提供する。本発明の第３の側面は、比較的湿度の高い環境におけるフォトレジストのスプレーコーティングを可能にする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の１つの実施形によれば、基板表面は、４０〜５０度の間の水接触角を有した下塗り剤で下塗りされる。スプレーノズルは、基板を直径方向に横切る形で速度を変化させながら移動して、実質的に同じ厚みのコーティングを実現する。フォトレジストを基板表面にスプレーコーティングする際は、深くエッチングされた部分まで被覆が実現できるような角度を付ける。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下の説明では、本発明の完全な理解を実現するために、数多くの特定の詳細部について記述する。しかし、当業者であれば、本発明がこれらの特定の詳細部なしでも実施されることは認識できるであろう。他の例では、公知の方法、手順および／または構成要素については、必要以上に本発明の側面を不明瞭にしないために、詳しい説明はしていない。
マイクロ機械加工の業界では、いろいろなスピンコーティング技術が、フォトレジストでウエハ表面をコートする目的で一般的に使用されている。こうした技術は通常、液体フォトレジストが基板表面にドロップされている間、定められた様態で基板をスピンさせる動作を伴う。スピンコーティングプロセスについてはよく知られており、これによれば、表面がマイクロ機械加工されて浅い窪み（すなわち、深さが２０のμｍ未満のもの）を有する基板の場合、大部分で非常に均一なコーティングを実現することができる。しかし、大量マイクロ機械加工プロセスでは、深い溝やバイアの被覆が必要とされることが多い。この場合、従来のスピンコーティングでは、線紋、空隙の形成、および、角（すみ）の部分の盛り上がり（build-up）または引っ込み（pull-back）という結果につながることも多く、それは、後続のエッチング工程の妨げになりうる。
【００１１】
本発明の１つの実施形は、深い溝状の窪みを有するウエハをフォトレジストでコーティングする方法を提供する。深い溝のコーティングを可能にする本発明の第１の側面は、基板に吹き付けられるフォトレジストに関する希釈率の範囲を提示する。本発明の第２の側面は、深い溝状の窪みまたはバイア状の穴を有する基板の上での、下塗りおよびフォトレジストスプレーコーティングの方法を提供する。本発明の第３の側面は、比較的湿度の高い環境における、フォトレジストのスプレーコーティングを可能にする。
【００１２】
図１が示すシステムでは、本発明の１つの実施の形態に従って、基板１０２を回転させながら、フォトレジスト溶液をスプレーする。基板１０２（例えばウエハ）は、プレート１０４上に置かれ、予め定められた速度で第１のモータ１０６により回転させられる。基板１０２が回転させられるのに合わせて、スプレーノズル１０８は基板１０２を直径方向に横切る形で移動し、フォトレジストのコートを基板１０２にスプレーする。スプレーノズル１０８は回り継手アーム１１０に連結されており、当該アームは、基板１０２を径方向に横切る形で、そして、基板１０２の表面にほぼ平行に移動する。
【００１３】
スプレーノズル１０８は、回り継手アーム１１０上にあって、制御装置１１４によって制御されるモータ１１２により、基板の表面にほぼ平行な形で前後に移動させられる。制御装置１１４は、スプレーノズル１０８が移動させられる際の速度および位置を制御する。
図２は、深いものと浅いものと両方の溝、窪みおよび／またはバイアを有する基板１０２と共に用いる場合の、本発明の使用法を示す。図２は、深さの異なる複数の溝およびバイアを有する基板１０２の横断面を示す。一例として、ここでの基板１０２は、比較的浅い溝２０２（例えば深さ２０μｍ）、深いバイア２０４（例えば深さ１００μｍ）、角度の付いた深い溝２０６（例えば深さ２２５μｍ）、および／または、貫通する形でエッチングされたバイア２０８（例えば深さ５００μｍ）を有することとする。実現される窪みや穴の深さは、その深さに対する直径または幅のアスペクト比によって決まる点に留意すべきである。したがって、実装の形によっては、上記の例よりもはるかに深い窪みや穴が実現することもある。
【００１４】
本発明の１つの側面に従ってスプレーコーティングを利用すれば、深い窪みや穴（すなわち、２０μｍを上回る深さのもの）を備えたウエハ１０２にフォトレジストをコーティングでき、スピンコーティングがしばしば直面する問題（例えば、線紋、空隙の形成、角の部分での盛り上がりまたは引っ込み）も解決される。スプレーコーティングとは、基板１０２上にフォトレジストの細かい液滴を付着させることである。基板１０２を回転させながら、液滴を角度αの向きに放出することで、上面および溝の側壁のフォトレジスト被覆範囲は最大になる。すなわち、角度αでフォトレジスト液滴をスプレーすれば、フォトレジストは深い溝およびバイアの中に入り込んで側壁をコーティングすることができる。この角度αはとりわけ、コーティングされる窪みや穴のアスペクト比に依存する。アスペクト比は、窪みや穴の深さに対する直径またはサイズの比を指す。１つの実施形として、角度を付けたフォトレジストスプレーの用途には、Electronic Visions Group製造のEV101 Spray Resist System TMを用いることができる。
【００１５】
回転する基板へのフォトレジストスプレーに関する問題の１つは、基板全体にフォトレジストを均一にコーティングすることが困難、というものである。マイクロ機械加工装置の品質および精度）は、対象の面を覆うフォトレジスト溶液をどれだけ均一にできるか、に大きく依存する。回転する基板のエッジ近くの領域は、単位時間あたりの旋回面積が基板の中央近くの領域よりも大きくなるので、より多くのフォトレジストが基板の中央にたまる傾向がある。
【００１６】
図３が示すのは、回転する基板を横切るスプレーノズルの速度の変化である。この変化は本発明の１つの実施の形態に従うものであり、それによって、基板１０２の上でのフォトレジスト厚みをほぼ均一にすることができる。すなわち、スプレーノズルが、回転する基板１０２を直径方向に横切る形で移動する際の速度は、基板の周辺部から中央に進むにつれて変化する。スプレーノズルが基板を直径方向に横切る形で進む際に、その移動速度は様々に変化する（例：Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ７、Ｓ６、Ｓ５、Ｓ４、Ｓ３、Ｓ２、Ｓ１（Ｓ１は最も遅い速度であり、Ｓ８は最も速い速度である））。例えば、本発明の１つの実施形では、ノズルが基板を直径方向に横切る際の速度は１５段階に分割されている。基板全体にわたってフォトレジストの均一な厚さを実現するために、ノズルがエッジに近づくほど、より遅い速度が用いられる。エッジ近くの方が、カバーされる面積が広くなるからである。例えば、基板の中央では、スプレーノズルは相対速度Ｓ８（外側での速度Ｓ１の２７.２倍）で移動する。
【００１７】
ノズルのスプレーパターンは環状リングの形となるため、スプレーノズルが基板の中心を通る際の移動では、移動速度を早くして、中心付近でフォトレジストが過度に盛り上がることを避ける。例えば、４インチの円形の基板では、回り継手アームは、基板の表面を横切る形に、変化する相対速度で移動させられる。例えば、本発明の１つの実施形では、相対速度の比率は、図３に示するように、１、１.４、１.６８、２.１、２.８、４.２、１０、２７.２、１０、４.２、２.８、２.１、１.６８、１.４、そして１となる。この比率は、最も遅い速度Ｓ１を基準として、スプレーノズルが基板１０２を横切る形に移動する際の相対速度を示すものである。この一連の比率は、使用されるレジストの種類に関わりなく全体の厚みのばらつきが平均の厚みの±５%よりも小さくなるように最適化されている。
【００１８】
コーティングされるフォトレジストの全体的な厚みは、フォトレジストの投与レートの変更やフォトレジストの濃度の変更によって、独立して調節することができる。フォトレジスト投与レートは、単位時間当たりにノズルに送り込まれるレジスト溶液の量を制御するものである。従って、当該レートによって液滴サイズも決定される。液滴が細かいほど、投与レートも低くするのが好ましい。本発明の好適な実施の形態では、使用するレジストの種類に従い、毎分０.７５立方センチメートル（ｃｃ）から毎分２.０ｃｃの間で投与レートを設定するのが最適であることがわかった。
【００１９】
大部分の市販フォトレジストは、スプレーノズルを通して投与するにあたって、２０センチポアズ未満にまで薄められる。より速く乾燥する（すなわち、揮発性のより強い）溶剤をフォトレジスト溶液に加えることで、フォトレジストの乾燥速度は効率的に変化させることができる。この特徴は、深い溝をコーティングする際に特に重要である。湿った状態のレジストが結合する結果として、エッジや角からフォトレジストが引き離される傾向が見られるからである。レジストを乾燥しやすくすることで、その影響を補償する。ただし、レジストの粒が極端に乾燥していると、レジスト層にでこぼこや細穴が生じやすくなり、これらは、後続のエッチング工程において相当量のアンダーカットや欠損が生じる結果を招く。従って、後続のエッチング工程の成功を保証するためには、バランスのとれた溶液が望ましい。
【００２０】
本発明の１つの実施形では、Futurex NR-９（ネガティブトーンレジスト）とClariant AZ５２１４（ポジティブトーンレジスト）を用いることができる。NR-９は、シクロヘキサノン溶剤をベースにしたレジストであり、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）（はるかに揮発性の強い溶剤）との間に完全な適合性を有する。AZ５２１４は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）溶剤をベースにしたレジストであり、ＭＥＫとの間に完全な適合性を有する。本発明の１つの実施形では、NR-９のＭＥＫに対する比率の最適範囲は、１：３から１：５.５の間であり、AZ５２１４のＭＥＫに対するそれは、１：５から１：７の間である。これらの希釈率では、細穴の形成がないこと、そして、被覆が適正となること、が確認されている。本発明の１つの実施の形態では、レジスト希釈により、溶液の粘性は１〜３センチポアズの間となる。
【００２１】
基板面（例えばウエハ）をヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）のような接着促進剤で下塗りすることは、スピンレジストコーティングの準備における標準的な実務である。これにより、基板表面には優れたレジスト接着性が与えられ、後続の湿式プロセスの間のアンダーカットも防止される。付着を制御することで、過剰な下塗りを防止できる。過剰な下塗りは通常、エッチングされた窪みや穴のエッジからレジストが引っ込む結果に通じる。
【００２２】
滑らかな面の上にスピンされるフォトレジストは、過剰な下塗りに対していくぶん寛容である。しかし、深くエッチングされた窪みや穴を有する表面の上へのスプレーレジスト処理は、過剰な下塗りに対してはるかに敏感である。レジスト塗布前に下塗り面の水接触角を計測する経験的テストが示すところによれば、同じレジストの場合でも、優れたレジスト被覆が得られる最適接触角は、スピン用に下塗りされた面の場合よりも、スプレー用に下塗りされた面の場合の方が、１０度ほど低くなる。
【００２３】
図４は、フォトレジストでコーティングされる前の段階での、スピンプロセス下塗り面、スプレープロセス下塗り面の異なる２種類の接触角を示す。図に示すように、スピンコーティング用に下塗りされた面の上の水液滴４０２がβの接触角を有するのに対し、スプレーコーティング用に下塗りされた面の上の水液滴４０４は接触角φを有する（φはβよりも小さい）。例えば、本発明の１つの実施の形態では、下塗りされた酸化シリコン面における水の最適接触角の範囲φは、スプレーレジストプロセスの場合、４０〜５０度である。それに対し、スピンプロセスの場合の最適接触角の範囲βは、５０〜６０度の範囲にある。接触角のこの差は、スプレーコーティング基板の下塗りに用いる下塗剤を、スピンコーティングに使用される下塗剤に比べて疎水性の小さいものとすることで実現される。
【００２４】
特に温度や湿気に関して、周囲環境を制御された状態に維持することは、良好なフォトレジストコーティングを得るうえで非常に重要な要素である。テストを通じて分かっていることとして、スピンコーティングの結果は、周囲の湿気レベルが３０%から５０%の間の相対湿度に保持されていれば、大部分のレジストに関して許容できるものとなる。ただし、スプレーでのレジスト塗布に関しては、湿気レベルをより低くし、さらに厳しく制御する方がよいことが分かっている。これは、ＨＭＤＳで処理された高疎水性表面とレジストの液滴表面における水分凝縮との組み合わせ効果を考えれば理解できる。重要な乾燥段階および合体（coalescing）段階において、スプレーレジストミストの総露出面は、同量のスピンされたレジストに比べてはるかに大きくなる。加えて、希釈のレベルが高いほどレジスト液滴は早く乾燥し、従って、冷却して周囲の空気から湿気を吸収するが、その吸収量は、スピンしたレジストの場合よりもはるかに大きくなる。このレジスト内の水分レベルにより、疎水性表面の角およびエッジの周囲で引っ込みが生じたり、付着力が弱くなったりすることがある。角およびエッジの周囲での引っ込みや付着力の弱さを補うため、本発明の１つの実施の形態では、フォトレジストをＨＭＤＳの下塗り面に吹き付ける際、湿度レベルを３０%の相対湿度よりも低く維持する。
【００２５】
ＨＭＤＳについては、高価な付着促進剤であることが分かっている一方、周囲の湿気に影響を受けやすく、そのことは、スプレーコーティングを目的とした使用の妨げとなる。例えば、実施の形によっては、比較的湿った環境においてスプレーコーティングを実行することが必要となるかもしれず、環境条件に対する依存は小さい方が望ましい。
本発明の１つの実施形は、比較的湿った環境におけるスプレーコーティングの方法を提供する。発明の１つの実施の形態では、下塗り剤として、ＨＭＤＳの代わりにSurPass３０００ＴＭ（DisChem Corporationが製造する水ベースのイオン下塗り剤）を使用する。
【００２６】
図５は、本発明の１つの実施の形態による１つの基板下塗り方法を示すものであり、当該下塗りは、比較的湿度の高い環境においてスプレーコーティングの前に行われる。先ず、基板を洗浄液に浸すことによって洗浄する（５０２）。例えば、基板を洗浄液（例えばPiranha（過酸化物−硫酸の溶液））に浸す時間は、基板の当初の清潔さおよび／または粗さに応じて、５〜１５分とすればよい。他の実施形では、基板を酸素プラズマ溶液で洗浄することも考えられる。その後、基板を超純水で５〜１０分の間すすぐ（５０４）。すすぎの後、基板を完全に乾燥させるが、その手段としては、スピンまたはＮ２パージなどがある（５０６）。乾燥を終えると、基板は下塗り液に浸されることで下塗りされる（５０８）。一例として、基板はSurPass３０００の液体に浸されるが、その際は、わずかに振動させながら、３０〜９０秒の期間浸せばよい。経験則から言えば、深い窪みや穴を有した装置密度の高い基板の場合、浸す時間をより長くする必要がある。その後、基板を超純水の流れの中で、例えば３０秒の間すすぐ（５１０）。それを終えると、スピンまたはＮ２パージなどの手段で基板を完全に乾燥させる（５１２）。
【００２７】
本発明の１つの実施形によれば、下塗り剤としてSurPass３０００を使用することにより、相対湿度レベルが６０%にもなる状況でもむらのないコーティング結果が得られる。また、アンダーカットは、室温で１５分、ＢＯＥ（Buffered Oxide Etch）サンプルで、１μm未満にまで下がる。この湿度レベルで付着促進剤を用いずにスプレーコーティングを行えば、レジスト層の離層は避けられない。
【００２８】
図６は、本発明の１つの実施の形態によりフォトレジストを基板上に付着させる方法を示す。先ず、基板は、４０〜５０度の水接触角を有する下塗り剤で下塗りされる（６０２）。スプレーノズルを、基板を直径方向に横切る形で速度を変化させながら移動させ、厚みが実質的に同じコーティングを実現する（６０４）。このプロセスの実行にあたっては、スプレーの方向付けを、深くエッチングされた窪みや穴の被覆が実現される角度に決める（６０６）。
【００２９】
以上、いくつかの典型的な実施の形態について、添付図面に示し、説明してきたが、こうした実施の形態は、幅広い本発明の単なる実例であって、本発明を限定するものではないということ、さらに、本発明は図示および記述した特定の構造および配置に限定はされず、他に様々な変形例が可能であること、を理解すべきである。当業者であれば、上に述べた好適な実施の形態に関し、本発明の範囲や思想から逸脱しない形で、様々な改造や変形の実施が可能であることは理解できるであろう。つまり、本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内で、本文書に特に記述したのとは異なる形でも実現できる、ということを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による、基板を回転させてフォトレジスト溶液をスプレーするためのシステムを示す図である。
【図２】浅いあるいは深い溝、窪みおよび／またはバイアを有する基板に対して本発明がどのように使用されるかを示す図である。
【図３】本発明の１つの実施の形態において、スプレーノズルが、基板上でフォトレジストの厚みを実質的に均一にするために、回転する基板を横切る際の速度をどう変化させるかを示す図である。
【図４】レジストのスピンコーティングおよびスプレーコーティングのために下塗りされた面それぞれについて、相対的な接触角の大きさを示す図である。
【図５】本発明の１つの実施の形態による、比較的湿度の高い環境におけるスプレーコーティング前の基板下塗り方法を示す図である。
【図６】本発明の１つの実施の形態による、基板上にフォトレジストを配置する方法を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定義した速度で、第１の表面を有する基板を回転させるステップと、
基板の第１の表面をネガティブトーンのフォトレジスト溶剤の溶液でスプレーコーティングするステップであって、スプレーコーティングの方向は、深くエッチングされた窪みや穴の被覆を実現できる角度を前記第１の表面に対して成すように決められ、また、ネガティブトーンのフォトレジスト対溶剤の比率が１対３から１対５.５までの範囲にあり、１乃至３センチポアズの粘性を有する、というステップと、そして、
スプレーノズルを、基板の第１の表面を直径方向に横切る形で、速度を変化させながら移動させることで、第１の表面全体にわたって実質的に同じ厚みのネガティブトーンのフォトレジストコートを実現するステップと、を有すること
を特徴とする方法。
【請求項２】
基板の第１の表面を４０乃至５０度の水接触角を有した下塗り剤で下塗りするステップ、を更に有すること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
下塗りが完了した後、フォトレジストは、６０パーセントもの高さの相対湿度レベルを有する環境においてもスプレーできること、
を特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ネガティブトーンのフォトレジストはシクロヘキサノンベースのレジストであり、溶剤はメチルエチルケトンであること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
予め定義した速度で、第１の表面を有する基板を回転させるステップと、
基板の第１の表面をポジティブトーンのフォトレジスト溶剤の溶液でスプレーコーティングするステップであって、スプレーコーティングの方向は、深くエッチングされた窪みや穴の被覆を実現できる角度を前記第１の表面に対して成すように決められ、また、ポジティブトーンのフォトレジスト対溶剤の比率が１対５から１対７までの範囲にあり、１乃至３センチポアズの粘性を有する、というステップと、そして、
スプレーノズルを、基板の第１の表面を直径方向に横切る形で、速度を変化させながら移動させることで、第１の表面全体にわたって実質的に同じ厚みのポジティブトーンのフォトレジストコートを実現するステップと、を有すること
を特徴とする方法。
【請求項６】
基板の第１の表面を４０乃至５０度の水接触角を有した下塗り剤で下塗りするステップ、を更に有すること、
を特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
下塗りが完了した後、フォトレジストは、６０パーセントもの高さの相対湿度レベルを有する環境においてもスプレーできること、
を特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ポジティブなトーンフォトレジストは、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをベースとしたレジストであり、溶剤はメチルエチルケトンであること、
を特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
深くエッチングされた窪みや穴は２０μmより深いこと、
を特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
深くエッチングされた窪みや穴は２００μmより深いこと、
を特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
深い窪みや穴を有する基板上にフォトレジストをコーティングする方法であって、
基板を洗浄液に浸すことで当該基板を洗浄するステップと、
超純水で基板をすすぐステップと、
基板を完全に乾燥させるステップと、
基板を下塗り溶液に浸すことで当該基板を下塗りするステップであって、下塗り溶液は４０乃至５０度の水接触角を有する、というステップと、
超純水で基板をすすいで余った下塗り溶液を取り除くステップと、
基板を完全に乾燥させるステップと、そして、
基板をフォトレジストでスプレーコーティングするステップであって、フォトレジストは基板表面に対して角度を成す方向にスプレーされる、というステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
基板は５乃至１５分の間、過酸化物−硫酸の洗浄液の中に浸され、その後、基板は５乃至１０分の間超純水ですすがれること、
を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
深い窪みや穴は２０μmより深いこと、
を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
深い窪みや穴は２００μmより深いこと、
を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
下塗り溶液は４０乃至５０度の水接触角を有すること、
を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
下塗りが完了した後、フォトレジストは、６０パーセントもの高さの相対湿度レベルを有する環境においてもスプレーできること、
を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
フォトレジストは、溶剤で希釈されたネガティブトーンのフォトレジストであり、ネガティブトーンフォトレジスト対溶剤の比率は１対３から１対５.５の範囲にあること、
を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
フォトレジストは、溶剤で希釈されたポジティブトーンのフォトレジストであり、ポジティブトーンフォトレジスト対溶剤の比率は１対５から１対７の範囲にあること、
を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１】
予め定義した速度で、第１の表面を有する基板を回転させるステップと、
基板の第１の表面をネガティブトーンのフォトレジスト溶剤の溶液でスプレーコーティングするステップであって、スプレーコーティングの方向は、深くエッチングされた窪みや穴の被覆を実現できる角度を前記第１の表面に対して成すように決められ、また、ネガティブトーンのフォトレジスト対溶剤の比率が１対３から１対５.５までの範囲にあり、１乃至３センチポアズの粘性を有する、というステップと、そして、
スプレーノズルを、基板の第１の表面を直径方向に横切る形で、速度を変化させながら移動させることで、第１の表面全体にわたって実質的に同じ厚みのネガティブトーンのフォトレジストコートを実現するステップと、を有すること
を特徴とする方法。
【請求項２】
基板の第１の表面を４０乃至５０度の水接触角を有した下塗り剤で下塗りするステップ、を更に有すること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
下塗りが完了した後、フォトレジストは、６０パーセントもの高さの相対湿度レベルを有する環境においてもスプレーできること、
を特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ネガティブトーンのフォトレジストはシクロヘキサノンベースのレジストであり、溶剤はメチルエチルケトンであること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
予め定義した速度で、第１の表面を有する基板を回転させるステップと、
基板の第１の表面をポジティブトーンのフォトレジスト溶剤の溶液でスプレーコーティングするステップであって、スプレーコーティングの方向は、深くエッチングされた窪みや穴の被覆を実現できる角度を前記第１の表面に対して成すように決められ、また、ポジティブトーンのフォトレジスト対溶剤の比率が１対５から１対７までの範囲にあり、１乃至３センチポアズの粘性を有する、というステップと、そして、
スプレーノズルを、基板の第１の表面を直径方向に横切る形で、速度を変化させながら移動させることで、第１の表面全体にわたって実質的に同じ厚みのポジティブトーンのフォトレジストコートを実現するステップと、を有すること
を特徴とする方法。
【請求項６】
基板の第１の表面を４０乃至５０度の水接触角を有した下塗り剤で下塗りするステップ、を更に有すること、
を特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
下塗りが完了した後、フォトレジストは、６０パーセントもの高さの相対湿度レベルを有する環境においてもスプレーできること、
を特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ポジティブなトーンフォトレジストは、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをベースとしたレジストであり、溶剤はメチルエチルケトンであること、
を特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
深くエッチングされた窪みや穴は２０μmより深いこと、
を特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
深くエッチングされた窪みや穴は２００μmより深いこと、
を特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
深い窪みや穴を有する基板上にフォトレジストをコーティングする方法であって、
基板を洗浄液に浸すことで当該基板を洗浄するステップと、
超純水で基板をすすぐステップと、
基板を完全に乾燥させるステップと、
基板を下塗り溶液に浸すことで当該基板を下塗りするステップであって、下塗り溶液は４０乃至５０度の水接触角を有する、というステップと、
超純水で基板をすすいで余った下塗り溶液を取り除くステップと、
基板を完全に乾燥させるステップと、そして、
基板をフォトレジストでスプレーコーティングするステップであって、フォトレジストは基板表面に対して角度を成す方向にスプレーされる、というステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
基板は５乃至１５分の間、過酸化物−硫酸の洗浄液の中に浸され、その後、基板は５乃至１０分の間超純水ですすがれること、
を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
深い窪みや穴は２０μmより深いこと、
を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
深い窪みや穴は２００μmより深いこと、
を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
下塗り溶液は４０乃至５０度の水接触角を有すること、
を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
下塗りが完了した後、フォトレジストは、６０パーセントもの高さの相対湿度レベルを有する環境においてもスプレーできること、
を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
フォトレジストは、溶剤で希釈されたネガティブトーンのフォトレジストであり、ネガティブトーンフォトレジスト対溶剤の比率は１対３から１対５.５の範囲にあること、
を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
フォトレジストは、溶剤で希釈されたポジティブトーンのフォトレジストであり、ポジティブトーンフォトレジスト対溶剤の比率は１対５から１対７の範囲にあること、
を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００７−５１１８９７（Ｐ２００７−５１１８９７Ａ）
【公表日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３３８３２（Ｐ２００６−５３３８３２）
【出願日】平成１６年７月２３日（２００４．７．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２３５８７
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４０９２４
【国際公開日】平成１７年５月６日（２００５．５．６）
【出願人】（５０５１１３７２４）ノースロップ グルーマン コーポレーション (6)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２３日（２００４．７．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２３５８７
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４０９２４
【国際公開日】平成１７年５月６日（２００５．５．６）
【出願人】（５０５１１３７２４）ノースロップ グルーマン コーポレーション (6)
【Ｆターム（参考）】
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