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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-30
(45)【発行日】2024-09-09
(54)【発明の名称】半導体製造装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/027 20060101AFI20240902BHJP
B05D 1/26 20060101ALI20240902BHJP
B05D 1/40 20060101ALI20240902BHJP
B05D 7/00 20060101ALI20240902BHJP
B05D 3/14 20060101ALI20240902BHJP
B05C 11/08 20060101ALI20240902BHJP
B05C 5/00 20060101ALI20240902BHJP
【ＦＩ】
H01L21/30 564C
B05D1/26 Z
B05D1/40 A
B05D7/00 P
B05D3/14
B05C11/08
B05C5/00 101
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2021037784
(22)【出願日】2021-03-09
(65)【公開番号】P2022138017
(43)【公開日】2022-09-22
【審査請求日】2023-09-12
(73)【特許権者】
【識別番号】318010018
【氏名又は名称】キオクシア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】水谷 卓也
(72)【発明者】
【氏名】小峰 信洋
【審査官】田中 秀直
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－１０１４５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０６２４３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－１３５６６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１４２２３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２１１３６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１６８４７９（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／０２７
Ｂ０５Ｄ １／００－７／２６
Ｂ０５Ｃ ５／００
Ｂ０５Ｃ １１／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周部を有する基板を保持し、前記基板を回転させる回転部と、前記基板の前記外周部にレジスト液を供給するノズルと、
前記ノズルから吐出される前記レジスト液に電荷を付加する第１電極と、
前記第１電極とは異なる位置に配置され、前記レジスト液の少なくとも一部が前記基板の外周側に向かうように前記レジスト液にクーロン力を作用させる第２電極と、
前記基板の厚さ方向における前記第２電極の位置を調整する電極移動部と、
を有する半導体製造装置。
【請求項2】
前記第２電極は、前記基板の前記外周側に位置する、請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項3】
前記第２電極は、前記基板の外周を囲む円環形状を有する、請求項２に記載の半導体製造装置。
【請求項4】
外周部を有する基板を保持し、前記基板を回転させる回転部と、
前記基板の前記外周部にレジスト液を供給するノズルと、
前記ノズルから吐出される前記レジスト液に電荷を付加する第１電極と、
前記第１電極とは異なる位置に配置され、前記レジスト液の少なくとも一部が前記基板の外周側に向かうように前記レジスト液にクーロン力を作用させる第２電極と、
を備え、
前記基板の厚さ方向において、前記第２電極は、前記基板の前記厚さ方向の中心よりも前記レジスト液が供給される前記基板の表面の近くに配置される、
半導体製造装置。
【請求項5】
前記基板の厚さ方向において、前記第２電極は、前記基板の前記厚さ方向の中心よりも前記レジスト液が供給される前記基板の表面の近くに配置される、
請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項6】
外周部を有する基板を保持し、前記基板を回転させる回転部と、
前記基板の前記外周部にレジスト液を供給するノズルと、
前記ノズルから吐出される前記レジスト液に電荷を付加する第１電極と、
前記第１電極とは異なる位置に配置され、前記レジスト液の少なくとも一部が前記基板の外周側に向かうように前記レジスト液にクーロン力を作用させる第２電極と、
を備え、
前記第２電極は、前記ノズルから吐出されて前記基板の前記外周部に届くまでの前記レジスト液の吐出経路に面するように配置されており、
前記第２電極は、前記レジスト液が前記ノズルから吐出されてから前記外周部に届く前に、前記基板の前記外周部に対する前記吐出経路の入射角に作用するように前記レジスト液に前記クーロン力を作用させる、
半導体製造装置。
【請求項7】
前記第２電極は、前記ノズルから吐出されて前記基板の前記外周部に届くまでの前記レジスト液の吐出経路に面するように配置されており、
前記第２電極は、前記レジスト液が前記ノズルから吐出されてから前記外周部に届く前に、前記基板の前記外周部に対する前記吐出経路の入射角に作用するように前記レジスト液に前記クーロン力を作用させる、
請求項４に記載の半導体製造装置。
【請求項8】
外周部を有する基板を保持し、前記基板を回転させる回転部と、
前記基板の前記外周部にレジスト液を供給するノズルと、
前記ノズルから吐出される前記レジスト液に電荷を付加する第１電極と、
前記第１電極とは異なる位置に配置され、前記レジスト液の少なくとも一部が前記基板の外周側に向かうように前記レジスト液にクーロン力を作用させる第２電極と、
前記ノズルから吐出されて前記基板の前記外周部に届くまでの前記レジスト液の吐出経路に面するように配置された静電偏向部と、
を備え、
前記静電偏向部は、
第１極性を有する第１偏向電極と、
前記第１極性とは反対の第２極性を有し、前記第２電極を構成する第２偏向電極と、
を備え、
前記第１偏向電極及び前記第２偏向電極は、前記吐出経路を挟むように配置され、
前記静電偏向部は、前記レジスト液が前記ノズルから吐出されてから前記外周部に届く前に、前記基板の前記外周部に対する前記吐出経路の入射角に作用するように前記レジスト液に前記クーロン力を作用させる、
半導体製造装置。
【請求項9】
前記ノズルから吐出されて前記基板の前記外周部に届くまでの前記レジスト液の吐出経路に面するように配置された静電偏向部を備え、
前記静電偏向部は、
第１極性を有する第１偏向電極と、
前記第１極性とは反対の第２極性を有し、前記第２電極を構成する第２偏向電極と、
を備え、
前記第１偏向電極及び前記第２偏向電極は、前記吐出経路を挟むように配置され、
前記静電偏向部は、前記レジスト液が前記ノズルから吐出されてから前記外周部に届く前に、前記基板の前記外周部に対する前記吐出経路の入射角に作用するように前記レジスト液に前記クーロン力を作用させる、
請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項10】
前記ノズルから吐出されて前記基板の前記外周部に届くまでの前記レジスト液の吐出経路に面するように配置された静電偏向部を備え、
前記静電偏向部は、
第１極性を有する第１偏向電極と、
前記第１極性とは反対の第２極性を有し、前記第２電極を構成する第２偏向電極と、
を備え、
前記第１偏向電極及び前記第２偏向電極は、前記吐出経路を挟むように配置され、
前記静電偏向部は、前記レジスト液が前記ノズルから吐出されてから前記外周部に届く前に、前記基板の前記外周部に対する前記吐出経路の入射角に作用するように前記レジスト液に前記クーロン力を作用させる、
請求項４に記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造工程においては、レジストを基板の外周部に塗布するレジスト塗布方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１３－６２４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、プロセスの安定化を図ることができる半導体製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態の半導体製造装置は、回転部と、ノズルと、第１電極と、第２電極と、電極移動部とを持つ。前記回転部は、外周部を有する基板を保持して、前記基板を回転させる。前記ノズルは、前記基板の前記外周部にレジスト液を供給する。前記第１電極は、前記ノズルから吐出される前記レジスト液に電荷を付加する。前記第２電極は、前記第１電極とは異なる位置に配置され、前記レジスト液の少なくとも一部が前記基板の外周側に向かうように前記レジスト液にクーロン力を作用させる。前記電極移動部は、前記基板の厚さ方向における前記第２電極の位置を調整する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】第１の実施形態に係るレジスト塗布装置の全体構成を示す模式構成図。
【図2】第１の実施形態に係るレジスト塗布装置の要部及びシリコン基板の構成を示す模式断面図。
【図3】第１の実施形態に係るレジスト塗布装置の要部を示す斜視図。
【図4】第２の実施形態に係るレジスト塗布装置の要部を示す斜視図。
【図5】第３の実施形態に係るレジスト塗布装置の要部を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、実施形態のレジスト塗布装置（半導体製造装置）及びレジスト塗布方法（半導体製造方法）を、図面を参照して説明する。
以下の説明では、同一又は類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。図面は模式的又は概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率等は、必ずしも現実のものと同一とは限らない。
以下の説明では、同一又は類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。図面は模式的又は概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率等は、必ずしも現実のものと同一とは限らない。
【0008】
先に、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向について定義する。Ｘ方向及びＹ方向は、後述するシリコン基板５の表面に沿う方向である。Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向とは交差する（例えば、直交する）方向である。換言すると、Ｚ方向は、シリコン基板５の厚さ方向であり、シリコン基板５に対して垂直な方向である。Ｚ方向において、後述するノズル２１からシリコン基板５に向かう方向を平面視と称する場合ある。
【0009】
（第１の実施形態）
＜レジスト塗布装置の全体構成＞
まず、第１の実施形態のレジスト塗布装置１の全体構成について説明する。
図１は、レジスト塗布装置１の構成を示す模式構成図である。図２は、レジスト塗布装置１の要部及びシリコン基板５の構成を示す模式断面図である。
＜レジスト塗布装置の全体構成＞
まず、第１の実施形態のレジスト塗布装置１の全体構成について説明する。
図１は、レジスト塗布装置１の構成を示す模式構成図である。図２は、レジスト塗布装置１の要部及びシリコン基板５の構成を示す模式断面図である。
【0010】
レジスト塗布装置１は、例えば、回転部１０と、吐出部２０と、第１電極３０と、第２電極４０と、レジスト液供給源５０と、電源６０と、電極移動部７０と、制御部８０とを含む。レジスト塗布装置１は、シリコン基板５を回転させながら、シリコン基板５の外周部６にレジスト液５１を塗布し、レジスト液５１を乾燥させることで、外周部６にレジスト膜を形成する構成を有する。
【0011】
＜シリコン基板＞
シリコン基板５を構成する基材５Ｗは、円盤状の公知の半導体ウエハで構成されている。シリコン基板５は、シリコン基板５の中央を含む中央領域７と、Ｘ方向及びＹ方向において中央領域７の外側に位置する外周部６とを有する。外周部６は、基材５Ｗの外縁を面取りすることで形成された曲面を有する。
シリコン基板５を構成する基材５Ｗは、円盤状の公知の半導体ウエハで構成されている。シリコン基板５は、シリコン基板５の中央を含む中央領域７と、Ｘ方向及びＹ方向において中央領域７の外側に位置する外周部６とを有する。外周部６は、基材５Ｗの外縁を面取りすることで形成された曲面を有する。
【0012】
シリコン基板５の基材５Ｗ上には、第１層５Ａ、第２層５Ｂ、及び第３層５Ｃが積層されている。第１層５Ａ、第２層５Ｂ、及び第３層５Ｃの層の種類としては、例えば、金属層、半導体層、絶縁層、カーボン層等が挙げられる。なお、シリコン基板５上に積層される積層構造を構成する層の種類は限定されない。また、積層構造を構成する層の数は、本実施形態に限定されない。
【0013】
＜回転部＞
回転部１０は、回転部１０上に載置されるシリコン基板５（基板）を保持するスピンチャック１１と、スピンチャック１１を回転させるモータ１２とを含む。スピンチャック１１は、例えば、シリコン基板５の裏面を吸引することによってシリコン基板５を保持する。さらに、スピンチャック１１は、接地されており、シリコン基板５の電位を接地電位とする。
回転部１０は、回転部１０上に載置されるシリコン基板５（基板）を保持するスピンチャック１１と、スピンチャック１１を回転させるモータ１２とを含む。スピンチャック１１は、例えば、シリコン基板５の裏面を吸引することによってシリコン基板５を保持する。さらに、スピンチャック１１は、接地されており、シリコン基板５の電位を接地電位とする。
【0014】
モータ１２は、スピンチャック１１を回転させることで、スピンチャック１１によって保持されたシリコン基板５を回転させる。
シリコン基板５の回転数は、特に限定されないが、シリコン基板５の外周部６に塗布されるレジスト液５１の種類、粘性、要求されるレジスト膜の膜厚等の公知の塗布条件に基づいて設定される。
シリコン基板５の回転数は、特に限定されないが、シリコン基板５の外周部６に塗布されるレジスト液５１の種類、粘性、要求されるレジスト膜の膜厚等の公知の塗布条件に基づいて設定される。
【0015】
＜レジスト液供給源＞
レジスト液供給源５０は、レジスト塗布装置１に使用されるレジスト液５１を貯留する。レジスト液供給源５０は、吐出部２０にレジスト液５１を供給する。レジスト液５１の種類は、特に限定されない。
レジスト液供給源５０は、レジスト塗布装置１に使用されるレジスト液５１を貯留する。レジスト液供給源５０は、吐出部２０にレジスト液５１を供給する。レジスト液５１の種類は、特に限定されない。
【0016】
＜吐出部＞
吐出部２０は、ノズル２１と、ノズル位置調整部２２とを含む。
ノズル２１は、レジスト液供給源５０に接続されており、レジスト液供給源５０から供給されたレジスト液５１をシリコン基板５の外周部６を供給する。例えば、ノズル２１は、Ｚ方向でシリコン基板５と面する位置（すなわち、シリコン基板５の上方）に配置されている。
吐出部２０は、ノズル２１と、ノズル位置調整部２２とを含む。
ノズル２１は、レジスト液供給源５０に接続されており、レジスト液供給源５０から供給されたレジスト液５１をシリコン基板５の外周部６を供給する。例えば、ノズル２１は、Ｚ方向でシリコン基板５と面する位置（すなわち、シリコン基板５の上方）に配置されている。
【0017】
ノズル位置調整部２２は、Ｘ方向及びＹ方向にノズル２１を移動することが可能である。
さらに、ノズル位置調整部２２は、シリコン基板５に対するノズル２１の角度を調整することが可能である。すなわち、ノズル位置調整部２２は、シリコン基板５に対して、ノズル２１から吐出されるレジスト液５１の吐出方向（吐出角度）を変更することが可能である。ノズル位置調整部２２が駆動することによって、シリコン基板５に対する所望の吐出角度で、ノズル２１がレジスト液５１を吐出することが可能である。
さらに、ノズル位置調整部２２は、シリコン基板５に対するノズル２１の角度を調整することが可能である。すなわち、ノズル位置調整部２２は、シリコン基板５に対して、ノズル２１から吐出されるレジスト液５１の吐出方向（吐出角度）を変更することが可能である。ノズル位置調整部２２が駆動することによって、シリコン基板５に対する所望の吐出角度で、ノズル２１がレジスト液５１を吐出することが可能である。
【0018】
＜第１電極＞
第１電極３０は、例えば、ノズル２１及び電源６０に接続されている。電源６０から直流電圧が第１電極３０に供給されると、第１電極３０の電圧はノズル２１に印加され、ノズル２１から吐出されるレジスト液５１に電荷が付加される。これにより、レジスト液５１が帯電する。
第１電極３０によってレジスト液５１に付加される電荷は、電源６０によって選択され、第１極性の電荷（例えば、マイナス電荷）であってもよいし、第１極性とは反対の第２極性の電荷（例えば、プラス電荷）であってもよい。
第１電極３０は、例えば、ノズル２１及び電源６０に接続されている。電源６０から直流電圧が第１電極３０に供給されると、第１電極３０の電圧はノズル２１に印加され、ノズル２１から吐出されるレジスト液５１に電荷が付加される。これにより、レジスト液５１が帯電する。
第１電極３０によってレジスト液５１に付加される電荷は、電源６０によって選択され、第１極性の電荷（例えば、マイナス電荷）であってもよいし、第１極性とは反対の第２極性の電荷（例えば、プラス電荷）であってもよい。
【0019】
第１電極３０は、ノズル２１と別体に設けられてもよく、ノズル２１と一体に設けられてもよい。第１電極３０とノズル２１とが一体に設けられる場合、ノズル２１の外形を形成した外形部材（金属部材）が第１電極３０として機能してもよい。
【0020】
＜第２電極＞
第２電極４０は、第１電極３０とは異なる位置に配置され、レジスト液５１の少なくとも一部がシリコン基板５の外周側５Ｅに向かって流動するようにレジスト液５１にクーロン力を作用させる。換言すると、第２電極４０は、シリコン基板５の外周側５Ｅに向かってレジスト液５１の少なくとも一部を導くように、レジスト液５１にクーロン力を作用させる。
ここで、「レジスト液５１の少なくとも一部」とは、例えば、シリコン基板５に塗布されたレジスト液５１のうち、シリコン基板５の上方の空間に露出するレジスト液５１の露出部分（表層部）のうちの少なくとも一部であってもよい。
第２電極４０は、第１電極３０とは異なる位置に配置され、レジスト液５１の少なくとも一部がシリコン基板５の外周側５Ｅに向かって流動するようにレジスト液５１にクーロン力を作用させる。換言すると、第２電極４０は、シリコン基板５の外周側５Ｅに向かってレジスト液５１の少なくとも一部を導くように、レジスト液５１にクーロン力を作用させる。
ここで、「レジスト液５１の少なくとも一部」とは、例えば、シリコン基板５に塗布されたレジスト液５１のうち、シリコン基板５の上方の空間に露出するレジスト液５１の露出部分（表層部）のうちの少なくとも一部であってもよい。
【0021】
第２電極４０は、例えば、電源６０に接続されている。電源６０から直流電圧が第２電極４０に供給されると、第２電極４０に電荷が付加される。第２電極４０に付加される電荷は、第１極性とは反対の第２極性の電荷（例えば、プラス電荷）である。後述するように、第２電極４０は、レジスト液５１と第２電極４０との間にクーロン力を発生させる。
【0022】
第２電極４０は、平面視において、シリコン基板５の外周部６の外側、すなわち、シリコン基板５の外周側５Ｅに位置する。
本実施形態において、第２電極４０は、平面視において、シリコン基板５の外周を囲む円環形状を有する。
本実施形態において、第２電極４０は、平面視において、シリコン基板５の外周を囲む円環形状を有する。
【0023】
なお、第２電極４０の形状は、レジスト液５１の少なくとも一部がシリコン基板５の外周側５Ｅに向かって流動するようにレジスト液５１にクーロン力を作用させることができれば、円環形状に限定されない。例えば、第２電極４０は、シリコン基板５の周方向において、円環形状の一部が切り欠かれた切欠部を有してもよい。換言すると、平面視において、第２電極４０は、略Ｃ型形状を有してよい。
【0024】
また、シリコン基板５の周方向において等間隔（等角度）に配置された複数の分割電極によって第２電極４０が構成されてもよい。この場合、例えば、シリコン基板５の周方向において４５度ピッチで８個の分割電極が配置されてもよい。なお、第２電極４０を構成する複数の分割電極の個数は８個に限定されない。
また、レジスト液５１の少なくとも一部がシリコン基板５の外周側５Ｅに向かって流動するようにレジスト液５１にクーロン力を作用させることができれば、複数の分割電極は、等間隔で配置されていなくてもよい。
また、レジスト液５１の少なくとも一部がシリコン基板５の外周側５Ｅに向かって流動するようにレジスト液５１にクーロン力を作用させることができれば、複数の分割電極は、等間隔で配置されていなくてもよい。
【0025】
＜電極移動部＞
電極移動部７０は、Ｚ方向における第２電極４０の位置を調整する。
したがって、電極移動部７０は、第２電極４０がレジスト液５１にクーロン力を作用させるＺ方向の位置を調整することができる。
電極移動部７０は、第２電極４０をＺ方向におけるシリコン基板５の中心Ｐよりも、レジスト液５１が供給されるシリコン基板５の表面の近くに配置することが可能である。また、シリコン基板５に形成されている第１層５Ａ、第２層５Ｂ、及び第３層５Ｃのいずれかの層の位置に対応するように、Ｚ方向における第２電極４０の位置を設定することも可能である。
電極移動部７０は、Ｚ方向における第２電極４０の位置を調整する。
したがって、電極移動部７０は、第２電極４０がレジスト液５１にクーロン力を作用させるＺ方向の位置を調整することができる。
電極移動部７０は、第２電極４０をＺ方向におけるシリコン基板５の中心Ｐよりも、レジスト液５１が供給されるシリコン基板５の表面の近くに配置することが可能である。また、シリコン基板５に形成されている第１層５Ａ、第２層５Ｂ、及び第３層５Ｃのいずれかの層の位置に対応するように、Ｚ方向における第２電極４０の位置を設定することも可能である。
【0026】
＜電源＞
電源６０は、高圧直流電源であり、第１電極３０及び第２電極４０に対して直流電圧を印加する。電源６０の直流電圧としては、例えば、１０～１ｋＶ程度の電圧が挙げられる。電源６０は、第１電極３０及び第２電極４０に対して、独立に、正或いは負の直流電圧を印加することが可能である。電源６０は、第１電極３０に印加する電圧、及び、第２電極４０に印加する電圧を互いに同じにしたり、互いに異ならせたりすることが可能である。
電源６０は、高圧直流電源であり、第１電極３０及び第２電極４０に対して直流電圧を印加する。電源６０の直流電圧としては、例えば、１０～１ｋＶ程度の電圧が挙げられる。電源６０は、第１電極３０及び第２電極４０に対して、独立に、正或いは負の直流電圧を印加することが可能である。電源６０は、第１電極３０に印加する電圧、及び、第２電極４０に印加する電圧を互いに同じにしたり、互いに異ならせたりすることが可能である。
【0027】
＜制御部＞
制御部８０は、回転部１０、吐出部２０、レジスト液供給源５０、電源６０、及び電極移動部７０の各々に電気的に接続されており、レジスト塗布装置１の動作を制御する。制御部８０は、電源６０を制御することで、第１電極３０及び第２電極４０の各々の電圧値、極性、電圧印加のタイミングを制御することが可能である。さらに、制御部８０は、吐出部２０を制御することで、ノズル２１の移動、ノズル２１の角度、ノズル２１がレジスト液５１を吐出するタイミング等を制御することが可能である。
制御部８０は、回転部１０、吐出部２０、レジスト液供給源５０、電源６０、及び電極移動部７０の各々に電気的に接続されており、レジスト塗布装置１の動作を制御する。制御部８０は、電源６０を制御することで、第１電極３０及び第２電極４０の各々の電圧値、極性、電圧印加のタイミングを制御することが可能である。さらに、制御部８０は、吐出部２０を制御することで、ノズル２１の移動、ノズル２１の角度、ノズル２１がレジスト液５１を吐出するタイミング等を制御することが可能である。
【0028】
＜レジスト塗布方法＞
次に、第１の実施形態のレジスト塗布装置１を用いたレジスト塗布方法について説明する。図３は、第１の実施形態に係るレジスト塗布装置１を用いたレジスト塗布方法を説明する図である。
次に、第１の実施形態のレジスト塗布装置１を用いたレジスト塗布方法について説明する。図３は、第１の実施形態に係るレジスト塗布装置１を用いたレジスト塗布方法を説明する図である。
【0029】
まず、公知の搬送装置によってシリコン基板５は、レジスト塗布装置１に搬送され、回転部１０のスピンチャック１１上に載置される。スピンチャック１１は、シリコン基板５を保持する。回転部１０のモータ１２は、シリコン基板５を回転させる。
【0030】
シリコン基板５の回転数が安定すると、吐出部２０のノズル位置調整部２２は、ノズル２１がシリコン基板５の外周部６に対向するように、ノズル２１を移動させる。ノズル位置調整部２２は、例えば、ノズル２１を傾かせて、ノズル２１から吐出されるレジスト液５１の吐出方向を調整する。
【0031】
電源６０は、第１電極３０に直流電圧を印加する。ノズル２１は、シリコン基板５の外周部６にレジスト液５１を供給する。第１電極３０からノズル２１に対する直流電圧の印加により、ノズル２１から吐出されるレジスト液５１にはプラス電荷が付加される。
【0032】
シリコン基板５の電位は接地電位であるため、レジスト液５１がシリコン基板５に塗布されると、レジスト液５１の極性がプラスからマイナスに変わる。
シリコン基板５の外周部６に塗布されたレジスト液５１は、シリコン基板５の回転に伴う遠心力の作用により、シリコン基板５の外周側５Ｅに向けて流動する。
シリコン基板５の外周部６に塗布されたレジスト液５１は、シリコン基板５の回転に伴う遠心力の作用により、シリコン基板５の外周側５Ｅに向けて流動する。
【0033】
電源６０は、第２電極４０に直流電圧を印加し、第２電極４０の極性はプラスになる。したがって、マイナス電荷を有するレジスト液５１とプラス極性を有する第２電極４０との間において、レジスト液５１にクーロン力が生じる。すなわち、レジスト液５１の少なくとも一部がシリコン基板５の外周側５Ｅに向かって流動するようにレジスト液５１にクーロン力が生じる。
【0034】
このようなクーロン力がレジスト液５１に作用している状態でシリコン基板５が回転することで、シリコン基板５の周囲の空気とレジスト液５１との接触しながら、レジスト液５１が乾燥する。レジスト液５１が乾燥すると、外周部６にはレジスト膜が形成される。
【0035】
このようなレジスト塗布装置１によれば、回転部１０の回転によってシリコン基板５の外周部６に塗布されたレジスト液５１に遠心力を作用させるだけでなく、シリコン基板５の外周側５Ｅに位置する第２電極４０によってレジスト液５１にクーロン力を作用させることができる。レジスト液５１にクーロン力を作用させた状態で、シリコン基板５の外周部６においてレジスト液５１を乾燥させることができる。
【0036】
これにより、シリコン基板５の外周部６に形成されるレジスト膜の形状及びプロファイルを制御することができる。また、レジスト液５１の乾燥によって得られるレジスト膜の膜厚が局所的に大きい部分（Ｈｕｍｐ）の位置や高さ（厚さ）を制御することができる。
【0037】
なお、本実施形態では、シリコン基板５の外周部６にレジスト液５１を塗布する前に、電極移動部７０によってＺ方向における第２電極４０の位置が設定されている。例えば、本実施形態では、Ｚ方向におけるシリコン基板５の中心Ｐよりもシリコン基板５の表面（第３層５Ｃの表面）の近くに第２電極４０を配置している。これにより、シリコン基板５の表面の近くにおいて、クーロン力を生じさせることができ、シリコン基板５の表面におけるレジスト液５１の平坦化をより精度よく促すことができる。
【0038】
本実施形態では、レジスト液５１を塗布する前に電極移動部７０が第２電極４０の位置が設定されているが、本実施形態は、この設定方法に限定されない。ノズル２１がレジスト液５１をシリコン基板５に塗布しながら、電極移動部７０が第２電極４０の位置を調整してもよい。換言すると、シリコン基板５に塗布されたレジスト液５１が外周部６上を流動しながら、第２電極４０の位置を調整してもよい。
これにより、流動するレジスト液５１に対してクーロン力を与えることができ、レジスト膜の形状及びプロファイルを制御することができる。
これにより、流動するレジスト液５１に対してクーロン力を与えることができ、レジスト膜の形状及びプロファイルを制御することができる。
【0039】
さらに、本実施形態では、モータ１２によってシリコン基板５を回転させた状態でのノズル２１から外周部６へのレジスト液５１の供給開始から、レジスト液５１の供給終了までのレジスト塗布過程においては、第２電極４０によって、レジスト液５１の少なくとも一部がシリコン基板５の外周側５Ｅに向かって流動するようにレジスト液５１にクーロン力を作用させながら、レジスト液５１の供給を終了させている。
これにより、レジスト液５１の供給が終了するまで、レジスト液５１にクーロン力を作用させることができ、シリコン基板５の表面におけるレジスト液５１の平坦化をより精度よく促すことができる。
これにより、レジスト液５１の供給が終了するまで、レジスト液５１にクーロン力を作用させることができ、シリコン基板５の表面におけるレジスト液５１の平坦化をより精度よく促すことができる。
【0040】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係るレジスト塗布装置２を用いたレジスト塗布方法を説明する図である。図４は、第２の実施形態に係るレジスト塗布装置２において、図３に対応する斜視図である。本実施形態では、第２電極の構造に関する点で、上述した第１の実施形態と相違している。
図４は、第２の実施形態に係るレジスト塗布装置２を用いたレジスト塗布方法を説明する図である。図４は、第２の実施形態に係るレジスト塗布装置２において、図３に対応する斜視図である。本実施形態では、第２電極の構造に関する点で、上述した第１の実施形態と相違している。
【0041】
＜第２電極＞
図４に示す第２電極４１は、ノズル２１から吐出されてシリコン基板５の外周部６に届くまでのレジスト液５１の吐出経路５２（吐出液、吐出液柱）に面するように配置されている。例えば、第２電極４１は、Ｚ方向でシリコン基板５と面する位置（すなわち、シリコン基板５の上方）に配置されている。本実施形態では、第２電極４１は、吐出経路５２に対して外周側の上方に配置されている。
図４に示す第２電極４１は、ノズル２１から吐出されてシリコン基板５の外周部６に届くまでのレジスト液５１の吐出経路５２（吐出液、吐出液柱）に面するように配置されている。例えば、第２電極４１は、Ｚ方向でシリコン基板５と面する位置（すなわち、シリコン基板５の上方）に配置されている。本実施形態では、第２電極４１は、吐出経路５２に対して外周側の上方に配置されている。
【0042】
第２電極４１は、レジスト液５１がノズル２１から吐出されてから外周部６に届く前に、シリコン基板５の外周側５Ｅに対する吐出経路５２の入射角に作用するようにレジスト液５１にクーロン力を作用させる。電源６０から第２電極４１に供給される直流電圧の制御によって、第２電極４１から生じるクーロン力の大きさが調整され、吐出経路５２の入射角の増減が制御される。
【0043】
つまり、第２電極４１とレジスト液５１との間に生じるクーロン力は、吐出経路５２の入射角に作用し、レジスト液５１の少なくとも一部がシリコン基板５の外周側５Ｅに向かって流動するようにレジスト液５１の流動を促進させる。換言すると、第２電極４１から生じるクーロン力は、シリコン基板５の外周側５Ｅに向かってレジスト液５１の少なくとも一部を導くように、レジスト液５１の流動を促進させる。
【0044】
＜レジスト塗布方法＞
次に、レジスト塗布装置２を用いたレジスト塗布方法について説明する。
上述した第１の実施形態と同様に、ノズル２１は、シリコン基板５の外周部６にレジスト液５１を供給する。ただし、上述した第１の実施形態とは異なり、電源６０によって第１電極３０からノズル２１にはマイナスの直流電圧が印加され、ノズル２１から吐出されるレジスト液５１には第１極性の電荷（例えば、マイナス電荷）が付加される。
一方、電源６０が第２電極４１に直流電圧を印加することで、第２電極４１には第２極性の電荷（例えば、プラス電荷）が付加される。
次に、レジスト塗布装置２を用いたレジスト塗布方法について説明する。
上述した第１の実施形態と同様に、ノズル２１は、シリコン基板５の外周部６にレジスト液５１を供給する。ただし、上述した第１の実施形態とは異なり、電源６０によって第１電極３０からノズル２１にはマイナスの直流電圧が印加され、ノズル２１から吐出されるレジスト液５１には第１極性の電荷（例えば、マイナス電荷）が付加される。
一方、電源６０が第２電極４１に直流電圧を印加することで、第２電極４１には第２極性の電荷（例えば、プラス電荷）が付加される。
【0045】
したがって、吐出経路５２において第１極性の電荷（例えば、マイナス電荷）を有するレジスト液５１と第２極性（例えば、プラス極性）を有する第２電極４１との間において、レジスト液５１にクーロン力が生じる。すなわち、レジスト液５１の少なくとも一部がシリコン基板５の外周側５Ｅに向かって流動するようにレジスト液５１にクーロン力が生じる。
【0046】
このようなレジスト塗布装置２によれば、上述した第１の実施形態と同様又は類似の効果が得られるだけでなく、第２電極４１とレジスト液５１との間に生じるクーロン力の作用によって、シリコン基板５の外周側５Ｅに対する吐出経路５２（レジスト液５１）の入射角を制御することができる。これによって、レジスト液５１がシリコン基板５に塗布された際に、レジスト液５１がシリコン基板５から跳ね返ることを抑制することができ、シリコン基板５上におけるレジスト液５１のプロファイルをより精度よく制御することができる。
【0047】
（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係るレジスト塗布装置３を用いたレジスト塗布方法を説明する図である。図５は、第３の実施形態に係るレジスト塗布装置３において、図３に対応する斜視図である。本実施形態では、静電偏向部が第２電極を備える点で、上述した第１の実施形態と相違している。
図５は、第３の実施形態に係るレジスト塗布装置３を用いたレジスト塗布方法を説明する図である。図５は、第３の実施形態に係るレジスト塗布装置３において、図３に対応する斜視図である。本実施形態では、静電偏向部が第２電極を備える点で、上述した第１の実施形態と相違している。
【0048】
レジスト塗布装置３は、静電偏向部９０を備える。静電偏向部９０は、ノズル２１から吐出されてシリコン基板５の外周部６に届くまでのレジスト液５１の吐出経路５２に面するように配置されている。
【0049】
＜静電偏向部＞
図５に示すように、静電偏向部９０は、第１偏向電極９１及び第２偏向電極９２によって構成されている。第１偏向電極９１及び第２偏向電極９２は、電源６０に接続されており、電源６０は、第１偏向電極９１及び第２偏向電極９２の極性を設定する。第１偏向電極９１及び第２偏向電極９２の少なくとも一方は、「第２電極」の一例である。
図５に示すように、静電偏向部９０は、第１偏向電極９１及び第２偏向電極９２によって構成されている。第１偏向電極９１及び第２偏向電極９２は、電源６０に接続されており、電源６０は、第１偏向電極９１及び第２偏向電極９２の極性を設定する。第１偏向電極９１及び第２偏向電極９２の少なくとも一方は、「第２電極」の一例である。
【0050】
本実施形態では、第１偏向電極９１はマイナス極性（第１極性）を有し、第２偏向電極９２は、プラス極性（第１極性とは反対の第２極性）を有する。第１偏向電極９１及び第２偏向電極９２の各々は、電源６０に接続されている。
制御部８０が電源６０を制御することで、第１偏向電極９１及び第２偏向電極９２の各々の電圧値、極性、電圧印加のタイミングを制御することが可能である。
制御部８０が電源６０を制御することで、第１偏向電極９１及び第２偏向電極９２の各々の電圧値、極性、電圧印加のタイミングを制御することが可能である。
【0051】
第１偏向電極９１及び第２偏向電極９２は、吐出経路５２を挟むように配置されている。例えば、第１偏向電極９１及び第２偏向電極９２は、Ｚ方向でシリコン基板５と面する位置（すなわち、シリコン基板５の上方）に配置されている。
【0052】
本実施形態では、第１偏向電極９１は、吐出経路５２に対して内周側の下方に配置されている。一方で、第２偏向電極９２は、吐出経路５２に対して外周側の上方に配置されている。
静電偏向部９０は、レジスト液５１がノズル２１から吐出されてから外周部６に届く前に、シリコン基板５の外周側５Ｅに対する吐出経路５２の入射角に作用するようにレジスト液５１にクーロン力を作用させる。電源６０から第１偏向電極９１及び第２偏向電極９２に供給される直流電圧や極性の制御によって、静電偏向部９０から生じるクーロン力の大きさが調整され、吐出経路５２の入射角の増減が制御される。
静電偏向部９０は、レジスト液５１がノズル２１から吐出されてから外周部６に届く前に、シリコン基板５の外周側５Ｅに対する吐出経路５２の入射角に作用するようにレジスト液５１にクーロン力を作用させる。電源６０から第１偏向電極９１及び第２偏向電極９２に供給される直流電圧や極性の制御によって、静電偏向部９０から生じるクーロン力の大きさが調整され、吐出経路５２の入射角の増減が制御される。
【0053】
つまり、静電偏向部９０とレジスト液５１との間に生じるクーロン力は、吐出経路５２の入射角に作用し、レジスト液５１の少なくとも一部がシリコン基板５の外周側５Ｅに向かって流動するようにレジスト液５１の流動を促進させる。換言すると、静電偏向部９０から生じるクーロン力は、シリコン基板５の外周側５Ｅに向かってレジスト液５１の少なくとも一部を導くように、レジスト液５１の流動を促進させる。
【0054】
＜レジスト塗布方法＞
次に、レジスト塗布装置３を用いたレジスト塗布方法について説明する。
上述した第１の実施形態と同様に、ノズル２１は、シリコン基板５の外周部６にレジスト液５１を供給する。上述した第２の実施形態と同様に、電源６０によって第１電極３０からノズル２１にはマイナスの直流電圧が印加され、ノズル２１から吐出されるレジスト液５１にはマイナス電荷が付加される。
次に、レジスト塗布装置３を用いたレジスト塗布方法について説明する。
上述した第１の実施形態と同様に、ノズル２１は、シリコン基板５の外周部６にレジスト液５１を供給する。上述した第２の実施形態と同様に、電源６０によって第１電極３０からノズル２１にはマイナスの直流電圧が印加され、ノズル２１から吐出されるレジスト液５１にはマイナス電荷が付加される。
【0055】
静電偏向部９０においては、電源６０が第１偏向電極９１にマイナス電荷を付与し、第２偏向電極９２にプラス電荷を付与する。
したがって、吐出経路５２においてマイナス電荷を有するレジスト液５１とプラス極性を有する第２偏向電極９２との間において、レジスト液５１の少なくとも一部がシリコン基板５の外周側５Ｅに向かって流動するようにレジスト液５１にクーロン力が生じる。
したがって、吐出経路５２においてマイナス電荷を有するレジスト液５１とプラス極性を有する第２偏向電極９２との間において、レジスト液５１の少なくとも一部がシリコン基板５の外周側５Ｅに向かって流動するようにレジスト液５１にクーロン力が生じる。
【0056】
このようなレジスト塗布装置３によれば、上述した第１の実施形態と同様または類似の効果が得られるだけでなく、静電偏向部９０とレジスト液５１との間に生じるクーロン力の作用によって、シリコン基板５の外周側５Ｅに対する吐出経路５２（レジスト液５１）の入射角を制御することができる。これによって、レジスト液５１がシリコン基板５に塗布された際に、レジスト液５１がシリコン基板５から跳ね返ることを抑制することができ、シリコン基板５上におけるレジスト液５１のプロファイルをより精度よく制御することができる。
【0057】
なお、静電偏向部９０は、レジスト液５１の吐出方向を変化させるクーロン力を作用させることができればよく、第１偏向電極９１及び第２偏向電極９２のうちいずれか片方のみでクーロン力の作用を実現されてもよい。
【0058】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、ノズルから吐出されるレジスト液に電荷を付加する第１電極と、第１電極とは異なる位置に配置され、レジスト液の少なくとも一部が基板の外周側に向かうようにレジスト液にクーロン力を作用させる第２電極とを有することにより、プロセスの安定化を図ることができる。
【0059】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0060】
１、２、３…レジスト塗布装置（半導体製造装置）、５…シリコン基板（基板）、５Ａ…第１層、５Ｂ…第２層、５Ｃ…第３層、５Ｅ…外周側、５Ｗ…基材、６…外周部、７…中央領域、１０…回転部、１１…スピンチャック（回転部）、１２…モータ（回転部）、２０…吐出部、２１…ノズル（吐出部）、２２…ノズル位置調整部（吐出部）、３０…第１電極、４０、４１…第２電極、５０…レジスト液供給源、５１…レジスト液、５２…吐出経路、６０…電源、７０…電極移動部、８０…制御部、９０…静電偏向部、９１…第１偏向電極、９２…第２偏向電極（第２電極）、Ｐ…中心
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】