フォトレジストとは、光に反応しエッチングに耐える性能を持った科学薬剤です。半導体の製造には、フォトリソグラフィという3工程があります。ウェーハには光を照射して回路パターンを描く工程です。その3工程のうち、露光する前に行います。フォトレジストをウェーハに塗布し、エッチング工程の際に負担がかかる表面を守るのが目的です。
シリコンウェーハに均一の幕を形成できます。スピン塗布による成膜です。塗布すると、数百nm～数 umまでの膜厚の幕ができます。
光を受けると化学反応が起きる性質を持っています。ポリマーの極性、分子量を変えて、現像選択性を付加する役割です。露光波長の光に感応できる、適度な透明性が求められます。
ネガ型の場合は、光を当てた部分だけレジストの溶解性が低下し、露光部分だけ残るのが特徴です。ポジ型は逆に増大して露光していない部分だけが残ります。
平坦面に塗布する場合、通常スピンコータという装置を使って均一に1µ程度の薄膜で塗布します。ウェーハ表面にフォトレジスト液を一定量滴下。ウェーハを高速回転させることで、遠心力を利用して塗布する流れです。スピンコータは、数十μ単位の厚さまで対応できます。ただ、回転中、遠心力で周りにフォトレジストが広がったとき、表面張力によって縁で盛り上がる現象が起きる場合があります。エッジビードという現象で、回転中の乾燥が原因です。対策として密閉チャンバーや蓋付きステージで回転させます。停止後に乾燥させることで平坦な塗布ができるようになるのです。100μ以上の膜厚が必要なら、スピンレスコータやその他のコータを採用します。
凹凸がある面への塗布は、回転式のスピンコータは適していません。フォトレジストをスプレーで塗布する方式を採用します。スプレー方式では、スプレーノズル可動、ウェーハステージ回転、ノズルからフォトレジストを微粒子で噴出するスプレーコータなどがあります。コンピュータによるコントロールで精密な制御ができるものもあり、均一に塗布できるのが特徴です。また、スピンコータは90%フォトレジストを廃棄しますが、スプレーコータはそこまでではないため、省液という点でメリットと言えます。
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