JPS6265778A - フォトレジスト塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フォトレジスト等の液剤をロールコータによ
り基板面に塗布する方法に関し、特に塗布されだ液膜の
厚さを均一にするレベリングを効果的に行う方法に関す
る。

［従来の技術］ 半導体の製造工程や、その他の、たとえばサーマルヘッ
ドの製造等において、ガラス、セラミック等の基板面に
金属（Ａｕ、　Ｃｕ、　Ｃｒ、　ＳｎＯ，、ＩｔＯ等）
薄膜を蒸着した基板の表面に、写真製版法を利用して所
要のパターンを形成する目的で、フオトレジス１−を塗
布するためのロールコータは、周知である。

一般にロールコータは、図面に概略を示す如き構成で、
コーティングロール（１）とドクターロール（これはメ
ータリングロールとも称する）（２）を当接して軸支し
、コーティングロール（１）の下方にバックアップロー
ル（３）を配置し、被処理基板（４）をローラーコンベ
ア（５）などの搬送手段により４コーテイングロール（
１）とバックアップロール（３）との間に送り込み、一
方、上方に配置した液剤供給管（６）から、所要の液剤
をコーティングロール（１）とドクターロール（２）と
の接触部（７）に供給し、各ロールを矢印方向に回転駆
動して、液剤をコーティングロール（１）の表面を介し
て基板（４）の面に塗布するものである。液剤の塗布量
（液層の厚み）は、ドクターロール（２）のコーティン
グロール（１）に対する当接圧をｇ４Ｂすることにより
、所望値に調節することができる。

図面は、ロールコータの最も基本的な構成を示したもの
であるが、ローラーコンベア（５）に代えて、基板を水
平方向に移動する台に載置して、この台ごとコーティン
グロール（１）の下に送り込むようにして、バックアッ
プロール（３）を省略したものや、ドクターロール（２
）の代りに板状のドクターナイフを使用するもの等も、
知られている。

かかるロールコータにより、フォトレジスト等の液剤を
、たとえば数μｍ程度の厚さに塗布すると、塗布された
液層の表面に、ピンホールや、線状のムラあるいはしわ
が波状に発生することがある。

塗布されたフォトレジスト膜の表面にかかる不均一さが
あると、原板パターンを密着露光する際に密着不良が生
じ、パターンの線切れや短絡等の不都合が発生すること
があるので、液剤の表面が可及的に平滑になるように塗
布しなければならない。

との膜厚の不均一が生じる原因の１つは、コーティング
ロール（１）の表面に、液剤を保持するための細溝が多
数刻設されているためであると考えられる。すなわち、
該細溝の部分で塗布された液層が厚くなるので、特に粘
度が高い液剤の場合は、塗布された液層の厚さが即時に
は均一にならないためである。

また、ロールコータの周囲の温度や湿度等の雰囲気条件
によっては、塗布された液剤の乾燥状態が局部的に遅速
を生じ、乾燥の遅い部分では比較的均一な液層厚さが得
られても、比較的早期に乾燥した部分では、上記のロー
ル表面の細溝に対応したムラが残存することも、原因と
考えられる。

さらに、基板面の清浄度や基板面に形成されている金属
薄膜と液剤との関係（たとえば表面張力など）も、液層
厚さにムラを生じる要因と考えられる。

この問題に対処する手段として、本出願人による特願昭
５８−７５６２６号（特開昭５９−２０３６６５号１発
明の名称「ロールコーティング方法及びその装置」）に
開示した発明は、上述のロールコータを複数基連接して
配置し、前段では比較的粘度の低い液剤を塗布し、次い
で後段で比較的根などの高い液剤を塗布するようにして
、均一な塗布結果を得るものである。

また、同１コく本出願人による特願昭５９−２１４３７
０号（発明の名称「塗布装置」）に記載した発明は、ロ
ールコータの前段あるいは後段に、塗布される液剤を希
釈する溶解液を微粒状もしくは気化状態として、被処理
基板面に噴射させる手段を付設して、液剤の粘度を低下
させることにより、均一な塗布状態を得るようにしたも
のである。

［発明が解決しようとする問題点コ 前記先願各手段は、それぞれ有効なものではあるが、前
者では複数基のロールコータを必要とし、また後者では
、溶解液を微粒状化もしくは気化させるための装置及び
基板面への噴射装置を付設する必要があるため、いずれ
も設備規模が増大して。

コスト高を招く問題がある。

本発明は、ロールコータ自体には何らの付帯設備を必要
とせず、かつ、単一のロールコータのみによって、均一
な厚さの液層を得ることを可能にした液剤塗布方法を提
供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、塗布される液剤に、それが塗布された際に液
層の均一化を促進するレベリング促進剤を、予め添加し
ておくことを特徴とするものである。このレベリング促
進剤としては、前記先願の第１のものと同様な液剤の粘
度を低下させる作用と、塗布後の液層の乾燥速度をやや
遅らせる乾燥抑制作用とを、併せ持つものが適用される
。

かかるレベリング促進剤としては、半導体製造時に適用
されるフォトレジストを対象とした場合には、ｒＮ−メ
チル−２ピロリドン」ないしはその誘導体が有効なもの
であることが、実験により確認された。

［作用コ 被処理基板面に塗布された液剤は、予め添加されたレベ
リング促進剤により、粘度が低下して豊富な流動性を有
するため、液層の表面が速やかに平滑になり、併せて、
レベリング促進剤の乾燥抑制作用により、表面が充分に
平滑になるまでの期間は流動性を維持している。したが
って、コーティングロール表面に刻設された細溝に対応
して生じる液層の凹凸ムラあるいはピンホール等は、完
全に消失して、きわめて均一な厚さの液層を得ることが
できる。

なお、レベリング促進剤による乾燥抑制効果の程度は比
較的低いものであり、ロールコータによる塗布工程の次
段に通常の乾燥処理装置を配置することにより、従来と
全く同様な製造工程を適用することが可能である。

［第１実施例コ ガラスに金属薄膜を蒸着した基板に、フォトレジストを
塗布する実施例について説明する。

本実施例では、フォトレジストとして、日本合成ゴム株
式会社製ｒＪＳＲ−３００３−ＳＪを使用し、レベリン
グ促進剤として、前述の「Ｎ−メチル−２ピロリドン」
を所要の比率で予め添加しておき、ロールコータを用い
て、通常の方法に準じて塗布を行った。

ロールコータ（図面参照）のコーティングロール（１）
とドクターロール（２）との距離、及びコーティングロ
ール（１）とバックアップロール（３）との距離は、そ
れぞれ一定値に保持しておき、フォトレジストに添加す
るレベリング促進剤の割合（重量比）を変化させて、そ
れぞれロールコータにより基板に塗布し、乾燥後のフォ
トレジスト膜の表面状態をチェックしたところ、下表の
結果を見た。

註ニレベリング性の「×」は不良、「Δ」はやや良。

「Ｏ」は良好を示す。

レベリング促進剤として「Ｎ−メチル−２ピロリドン」
を全く添加しなかった場合（１）には、コーティングロ
ールに刻設された細溝のパターンが、そのまま塗布され
たフォトレジスト膜の表面に転写された状態で残存して
おり、膜厚にはかなりの凹凸が認められて、レベリング
性は不良と判定した。

重量比４：１の割合でレベリング促進剤を添加した場合
（２）には、塗布されたフォトレジスト膜面の凹凸が消
失し、均一な膜厚を得ることができたが、その状態に至
るまでの所要時間が、６０〜９０秒と比較的長時間を要
し、実作業上には問題があると判定した。

重量比４：２の割合でレベリング促進剤を添加した場合
（３）には、均一な膜厚が得られ、がっ、塗布後にフォ
トレジスト膜の表面が均一平滑な状態に至るまでの所要
時間は約１０秒であって、実用に耐えるものと判定した
。

さらに、重量比４：４の割合にレベリング促進剤の添加
量を増加させた場合（４）には、同じく均一な膜厚が得
られ、その所要時間は１０秒をやや下回り、この場合も
実用に適するものと判定した。

［第２実施例コ フォトレジストとして、シブレイ・ファーイースＩ−株
式会社製「マイクロポジット　＃１４００ポジレジスト
」を使用し、レベリング促進剤は同様に「Ｎ−メチル−
２ピロリドン」を添加して塗布したところ、はぼ同様の
結果が得られた。

上記の如く、「Ｎ−メチル−２ピロリドン」を予め添加
しておくことにより、塗布されたフォトレジスト膜厚の
均一性を得ることができる理由は、前述したように液剤
としてのフォトレジストの粘度を低下させて、その流動
性を増加させること、及びフォトレジストの乾燥を抑制
して、膜厚が均一化するまでの期間は、その流動性を保
持せしめることに基づくものと理解される。

フォトレジストの粘度が低下することは、上表の「膜厚
」データが、添加量の増加にともなりて小さい値となっ
ていることでも裏付けされ、また、乾燥抑制作用は、「
Ｎ−メチル−２ピロリドン」の沸点が１００°Ｃ以上で
蒸発速度が遅いためであると理解される。

なお上述説明は、レベリング促進剤として「Ｎ−メチル
−２ピロリドン」を適ヱした実施例に基ぃて記載したが
、必ずしもこれに限定されるものではなく、塗布すべき
液剤の粘度低下及び乾燥抑制の間作用を生しるものであ
れば、本発明方法に適用することが可能である。たとえ
ばフォトレジストを対象とした場合であれば、「Ｎ−メ
チル−２ピロリドンの誘導体」を使用しても、同様な効
果を得ることができる。

［発明の効果コ （りロールコータにより被処理基板に液剤を塗布するに
際して、塗布された膜厚を均一化して、平滑な表面を有
する皮膜を得ることができる。

（２）対象とする液剤に予めレベリング促進剤を添加す
るのみで、所期の効果が得られ、ロールコータ自体には
何らの改造を加える必要がなく、実施容易である。

【図面の簡単な説明】

図面は１本発明方法を実施対象であるロールコータの構
成を示す概略図である。 （１）・・・コーティングロール、（２）・・・ドクタ
ーロール、（３）・・・バックアップロール、（４）・
・・被処理基板、（５）・・・ローラーコンベア、（６
）・・・液剤供給管（７）・・・ロール当接部。 （以　上）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロールコータにより被処理基板の面に液剤を塗布
   する方法において、該液剤に、その粘度を低下させ、か
   つ、その乾燥を抑制するレベリング促進剤を、予め添加
   しておくことを特徴とする液剤塗布方法。
2. （２）液剤がフォトレジストであり、レベリング促進剤
   がＮ−メチル−２ピロリドンもしくはその誘導体である
   特許請求の範囲第（１）項に記載の液剤塗布方法。
3. （３）Ｎ−メチル−２ピロリドンもしくはその誘導体を
   、フォトレジストに対し、重量比４：２ないし４：４の
   割合で、予め添加しておくことを特徴とする特許請求の
   範囲第（２）項に記載の液剤塗布方法。
4. （４）被処理基板が、その表面に金属薄膜を蒸着したガ
   ラス基板である特許請求の範囲前各項のいずれかに記載
   の液剤塗布方法。
5. （５）被処理基板が、その表面に金属薄膜を蒸着したセ
   ラミック基板であることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項ないし第（３）項のいずれかに記載の液剤塗布
   方法。