JP2000157922A - 塗布液塗布方法 - Google Patents

塗布液塗布方法

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JP2000157922A JP33878398A JP33878398A JP2000157922A JP 2000157922 A JP2000157922 A JP 2000157922A JP 33878398 A JP33878398 A JP 33878398A JP 33878398 A JP33878398 A JP 33878398A JP 2000157922 A JP2000157922 A JP 2000157922A
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佳代子 中野
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茂弘 後藤
Sanenobu Matsunaga
実信 松永
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗布液の供給に先立って溶媒を噴霧すること
により、溶媒に起因するムラを防止するとともに、溶媒
の消費量を抑制しながらも塗布被膜を形成するために必
要な塗布液の量を極めて少なくすることができる。 【解決手段】 基板を第1の回転数R1で回転させた状
態で溶媒を噴霧する過程と、基板を第2の回転数R2で
回転させて塗布液を供給する過程と、供給された塗布液
が基板の表面全体を覆う前に第3の回転数R3へ上げて
ゆく過程と、基板の回転数を第4の回転数R4に所定時
間保持して塗布被膜の膜厚を調整する過程とをその順に
実施する。溶媒を噴霧することにより基板表面に溶媒が
滞留することを防止でき、その後に供給した塗布液を拡
がりやすくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、フ
ォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基
板、光ディスク用の基板など(以下、単に基板と称す
る)に対して、SOG(Spin On Glass,シリカ系被膜形成材
とも呼ばれる) 液、フォトレジスト液、ポリイミド樹脂
などの塗布液を塗布する塗布液塗布方法に係り、特に、
基板の表面に塗布液を供給して所望膜厚の塗布被膜を形
成する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の塗布液塗布方法において
は、基板に供給された塗布液が平面視でほぼ円形状の塊
(以下、これをコアと称する)のまま暫くその径を拡大
してゆくが、その後はコアの円周部から基板の周縁部に
向かって多数の細長い塗布液の流れ(以下、これをヒゲ
と称する)が放射状に伸び始める。多数のヒゲが基板の
周縁部に達すると、塗布液が供給され続けているコアか
らヒゲを通して大量に塗布液が周囲に飛散するため、基
板の表面全体を塗布液が覆うまでの被覆所要時間が長く
なり塗布液の消費量が多くなる。したがって、基板の表
面全体を塗布液で覆うためには周囲に飛散する量を見込
んで多めに供給する必要がある。
【0003】そこで、このような問題を解決するため
に、まず、溶媒を滴下して基板の表面全体に回転塗布
し、基板の表面を塗布液が拡がりやすくなるように前処
理を施した後に塗布液を滴下して回転塗布するという方
法が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の方法には次のような問題がある。すなわ
ち、前塗布した溶媒が基板に形成されている回路パター
ンなどの段差部分に滞留しがちなため、その上に形成さ
れた塗布被膜をベークする際に閉じ込められた溶媒が発
泡する場合がある。このような場合には最終的に得られ
る塗布被膜にムラが生じるという問題がある。
【0005】また、溶媒の前塗布により塗布液を拡がり
やすくして塗布液の消費量を抑制することができる一方
で、使用する溶媒自体の消費量が多くなってしまうとい
う問題点もある。
【0006】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、塗布液の供給に先立って溶媒を噴霧す
ることにより、溶媒に起因するムラを防止するととも
に、溶媒の消費量を抑制しながらも塗布被膜を形成する
ために必要な塗布液の量を極めて少なくすることができ
る塗布液塗布方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項1に記載の発明は、基板の表面に塗布液を供
給して所望膜厚の塗布被膜を形成する塗布液塗布方法で
あって、(a)基板を静止させた状態若しくは第1の回
転数で回転させた状態で、基板の表面に溶媒を噴霧する
過程と、(b)前記基板を静止させた状態若しくは第2
の回転数で回転させた状態で、その表面中心付近に塗布
液を供給する過程と、(c)前記過程(b)で供給され
た塗布液が拡がって前記基板の表面全体を覆う前に、前
記基板の回転数を第3の回転数へ上げてゆく過程と、
(d)前記基板の回転数を第4の回転数に所定時間保持
して、前記基板の表面全体を覆っている塗布被膜の膜厚
を調整する過程と、をその順に実施することを特徴とす
るものである。
【0008】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載の塗布液塗布方法において、前記過程(b)で供
給する塗布液を、前記基板を第2の回転数で回転させた
状態で供給開始し、その状態で供給完了するようにした
ことを特徴とするものである。
【0009】また、請求項3に記載の発明は、請求項1
に記載の塗布液塗布方法において、前記過程(b)で供
給する塗布液を、前記基板を静止させた状態で供給開始
してその状態で供給完了するようにしたことを特徴とす
るものである。
【0010】また、請求項4に記載の発明は、請求項1
に記載の塗布液塗布方法において、前記過程(b)で供
給する塗布液を、前記基板を静止させた状態で供給開始
し、前記基板の回転数を第2の回転数に上げ始めた後で
供給完了するようにしたことを特徴とするものである。
【0011】また、請求項5に記載の発明は、基板の表
面に塗布液を供給して所望膜厚の塗布被膜を形成する塗
布液塗布方法であって、(a)基板を静止させた状態若
しくは第1の回転数で回転させた状態で、基板の表面に
溶媒を噴霧する過程と、(b)前記基板を静止させた状
態若しくは第2の回転数で回転させた状態で、その表面
中心付近に塗布液を供給する過程と、(c)前記過程
(b)で供給された塗布液が拡がって前記基板の表面全
体を覆う前に、前記基板の回転数を前記第2の回転数よ
りも低い第3の回転数に減速する過程と、(d)前記過
程(b)で供給された塗布液が拡がって前記基板の表面
全体を覆う前に、前記基板の回転数を第4の回転数へ上
げてゆく過程と、(e)前記基板の回転数を第5の回転
数に所定時間保持して、前記基板の表面全体を覆ってい
る塗布被膜の膜厚を調整する過程とをその順に実施し、
少なくとも前記過程(c)において減速を開始してから
第3の回転数に達するまでは塗布液を供給し続けること
を特徴とするものである。
【0012】また、請求項6に記載の発明は、請求項5
に記載の塗布液塗布方法において、前記過程(b)で供
給する塗布液を、前記基板を第2の回転数で回転させた
状態で供給開始し、前記過程(d)で前記基板の回転数
を第4の回転数に上げ始めた時点で供給完了するように
したことを特徴とするものである。
【0013】また、請求項7に記載の発明は、請求項5
に記載の塗布液塗布方法において、前記過程(b)で供
給する塗布液を、前記基板を静止させた状態で供給開始
し、前記過程(d)で前記基板の回転数を第4の回転数
に上げ始めた時点で供給完了するようにしたことを特徴
とするものである。
【0014】
【作用】請求項1に記載の発明の作用は次のとおりであ
る。まず、基板の表面に塗布液を供給する前に、基板を
静止させた状態若しくは第1の回転数で回転させた状態
で基板の表面に溶媒を噴霧する(過程(a))。このよ
うに塗布液の塗布前に溶媒を噴霧しておくことによって
塗布液の基板表面との接触角を小さくすることができる
ので、この後に塗布液が基板に供給されたときに、その
表面上で塗布液が極めて滑らかに拡がり易くなる。ま
た、溶媒を滴下するのではなく霧状に噴射して供給する
ので、短時間で広範囲にわたり供給することができると
ともに、基板の表面に回路パターン等の凹凸が形成され
ていたとしてもその部分に溶媒が滞留しにくくなる。
【0015】溶媒の噴霧が完了した後、基板を静止させ
た状態若しくは第2の回転数で回転させた状態で塗布液
をその表面中心付近に供給する(過程(b))。そし
て、その塗布液が拡がる際には、まず円形状の塗布液の
コアから多数の細長いヒゲが基板の周縁部に向かって放
射状に延びはじめ、これらのヒゲが基板の周縁部に到達
すると、これらを通って塗布液が基板の周囲に飛散塗布
液となって飛散するので、不要な塗布液の量が極めて多
くなる。そこで、基板の表面に供給された塗布液が拡が
って基板の表面全体を覆う前に、基板の回転数を第3の
回転数へと上げてゆく(過程(c))。
【0016】このように回転数を制御すると、塗布液は
図4に示すような挙動を示す。
【0017】まず、従来例のように回転数が第2の回転
数のままである場合には、図4中にハッチングで示す領
域コアRa /ヒゲRb の状態から、二点鎖線で示すよう
にコアRa /ヒゲRb が基板Wの周縁部に向かって遠心
力により拡大/伸長するが、ここで回転数を第3の回転
数に上げてゆく(加速してゆく)と、ヒゲRb に慣性
力、つまり回転方向とは逆方向の力が作用する。したが
って、遠心力と慣性力との合力によりヒゲRb は周方向
に曲げられるようにその幅が拡大するとともに、遠心力
によってその先端部が周縁部に向かって伸長し(図4中
の点線)、コアR a の径も拡大することになる。しか
も、塗布液の塗布に先立って溶媒を基板Wの表面全体に
噴霧して塗布しているので、慣性力によりヒゲRb は容
易に大きく周方向に曲げられる。なお、模式図では省略
しているが溶媒塗布を行っている関係上、従来例に比較
してヒゲRb が細く、かつ、従来例よりもさらに多くの
ヒゲR b が発生する。さらに、コアRa の径の拡大も従
来例に比較して速くなる。
【0018】その結果、ヒゲRb は基板Wの周縁部に向
かって伸長するだけでなく、周方向にもその幅を大きく
拡大するので、ヒゲRb が基板Wの周縁部に達するまで
にヒゲRb 間の隙間が急速に狭まり、塗布液が基板Wの
表面全体を覆うまでの時間(被覆所要時間)を短縮する
ことができる。この被覆所要時間が短いということは、
塗布液の供給を開始してから塗布液が基板Wの表面全体
を覆って塗布液の供給を停止するまでの時間が短いこと
を意味する。換言すれば、ヒゲRb が基板Wの周縁部に
達してから塗布液の供給が停止されるまでの時間が短く
なり、それだけヒゲRb を通って基板Wの周縁部から飛
散する塗布液の量が少なくなるので、その後に基板を第
4の回転数に所定時間だけ保持して(過程(d))、余
分な塗布液を振り切って所望膜厚の塗布被膜を形成する
ために必要となる塗布液の量を少なくすることができ
る。
【0019】また、請求項2に記載の発明によれば、基
板を第2の回転数で回転させつつ塗布液の供給を開始
し、その状態で供給を完了する、いわゆる『ダイナミッ
ク法』によって塗布液を供給する場合であっても、塗布
液が基板の表面全体を覆う前に、回転数を第3の回転数
に上げてゆくことにより上述したものと同様の作用が生
じて被覆所要時間を短縮できる。したがって、飛散する
塗布液の量を少なくすることができる。
【0020】また、請求項3に記載の発明によれば、基
板を静止させた状態で塗布液の供給を開始し、その状態
で塗布液の供給を完了する、いわゆる『スタティック
法』によって塗布液を供給する場合であっても、塗布液
が基板の表面全体を覆う前に、回転数を第3の回転数に
上げてゆくことにより被覆所要時間を短縮できる。した
がって、飛散する塗布液の量を少なくすることができ
る。
【0021】また、請求項4に記載の発明によれば、基
板を静止させた状態で塗布液の供給を開始し、基板の回
転数を第2の回転数に上げ始めた後でその供給を完了す
る、上記のスタティック法とダイナミック法とを組み合
わせたような塗布液の供給方法(以下、この供給方法を
『スタミック法』と称する)であっても、塗布液が基板
の表面全体を覆う前に、回転数を第3の回転数に上げて
ゆくことにより被覆所要時間を短縮できる。したがっ
て、飛散する塗布液の量を少なくすることができる。
【0022】また、請求項5に記載の発明の作用は次の
とおりである。まず、基板の表面に塗布液を供給する前
に、基板を静止させた状態若しくは第1の回転数で回転
させた状態で基板の表面中心付近に溶媒を噴霧する(過
程(a))。このように塗布液の塗布前に溶媒を噴霧し
て塗布しておくことによって塗布液の基板表面との接触
角を小さくすることができるので、その表面上で塗布液
が極めて滑らかに拡がり易くなる。また、溶媒を霧状に
噴射して供給するので、短時間で広範囲に供給すること
ができ、基板の表面に回路パターン等が形成されていた
としてもその部分に溶媒が滞留しにくくなる。
【0023】溶媒の塗布が完了した後、基板を静止させ
た状態若しくは第2の回転数で回転させた状態で塗布液
をその表面中心付近に供給する(過程(b))。そし
て、その塗布液が第2の回転数によって拡がる際には、
上述したようにコアから多数の細長いヒゲが基板の周縁
部に向けて放射状に延び、これらが基板の周縁部に達し
た時点で塗布液が飛散塗布液となって飛散するので、不
要な塗布液の量が極めて多くなる。
【0024】そこで、基板の表面に供給された塗布液が
第2の回転数により拡がって基板の表面全体を覆う前
に、基板の回転数を第2の回転数よりも低速の第3の回
転数に一時的に減速する(過程(c))。なお、この第
3の回転数は、回転数=0、すなわち、基板の回転を停
止させた状態をも含むものである。このように回転数制
御を行うと、塗布液は図7ないし図10の模式図に示す
ような挙動を示す。なお、図7および図8は基板および
塗布液を模式的に示した側面図であり、図9および図1
0は基板および塗布液を模式的に示した平面図である。
【0025】まず、基板の回転数を第2の回転数よりも
低い第3の回転数に減速し始めるとと、基板WのコアR
a の径の拡大およびヒゲRb の延びが鈍り始め、第3の
回転数に達すると減速を始める前の状態に比較して一時
的にほぼ停止状態となる。少なくとも第3の回転数に達
するまでは、依然として塗布液を供給し続けているの
で、減速前のコアRa (図7)に比較してコアRa の塗
布液Rの量を増加(図8)させることができる。このよ
うにコアRa の塗布液Rの液量が増加した状態、つま
り、コアRa の拡大運動量が増大した状態で、基板Wの
表面全体を塗布液が覆う前に、基板の回転数を第3の回
転数よりも高い第4の回転数へと上げて始めて再び基板
を回転駆動する(過程(d))。すると、図9および図
10に示すような挙動が塗布液Rに生じる。
【0026】従来例のように回転数が保持されたとする
と、図9中にハッチングで示すコアRa /ヒゲRb の状
態から、二点鎖線で示すようにコアRa /ヒゲRb が基
板Wの周縁部に向かって遠心力によって直線的に拡大/
伸長する。さらに液量が増加したコアRa から新たな放
射状の塗布液の流れ(以下、新たなヒゲRb ’と称す
る)が生じて、多数のヒゲRb の間から新たなヒゲ
b ’が基板Wの周縁部に向かって延び始める。
【0027】そこで、第3の回転数から第4の回転数へ
と回転数を上げてゆくと、その過程において図9に示す
状態を経てヒゲRb および新たなヒゲRb ’に慣性力、
つまり回転方向とは逆方向の力が作用する。したがっ
て、遠心力と慣性力との合力によりヒゲRb および新た
なヒゲRb は、図10に点線で示すように周方向に曲げ
られるようにその幅が拡大するとともに、遠心力によっ
てその先端部が基板の周縁部に向かって伸長し、コアR
a の径も拡大することになる。しかも、塗布液の塗布に
先立って溶媒を基板Wの表面全体に噴霧塗布しているの
で、慣性力によりヒゲRb および新たなヒゲRb ’は容
易に大きく周方向に曲げられる。なお、模式図では省略
しているが溶媒塗布を行っている関係上、従来例に比較
してヒゲR b および新たなヒゲRb ’が細く、かつ、従
来例よりもさらに多くのヒゲRb および新たなヒゲ
b ’が発生する。さらに、コアRa の径の拡大も従来
例に比較して速くなる。
【0028】その結果、図10に示すようにヒゲRb
よび新たなヒゲRb ’は基板Wの周縁部に向かって伸長
するだけでなく周方向にもその幅を拡大するので、ヒゲ
bが基板Wの周縁部に達するまでにヒゲRb 間の隙間
が、新たなヒゲRb ’の発生も加わって急速に狭まり、
塗布液Rが基板Wの表面全体を覆うまでの被覆所要時間
を大幅に短縮することができる。この被覆所要時間が短
いということは、塗布液Rの供給を開始してから塗布液
Rが基板Wの表面全体を覆ってその供給が停止されるま
での時間が短いことを意味する。換言すれば、上述した
ようなヒゲRb(および新たなヒゲRb ’)を通って周
囲に飛散する塗布液Rの量が少なくなるので、その後に
基板を第5の回転数に所定時間だけ保持して(過程
(e))、余分な塗布液を振り切って所望膜厚の塗布被
膜を形成するために必要となる塗布液の量を少なくする
ことができる。
【0029】また、請求項6に記載の発明によれば、基
板を第2の回転数で回転させつつ塗布液の供給を開始
し、過程(c)の減速を行った後、第4の回転数で再び
回転させ始める時点でその供給を停止するというように
基板を回転させた状態で塗布液の供給開始および供給完
了を行う、いわゆる『ダイナミック法』により塗布液を
供給する場合であっても、塗布液が基板の表面全体を覆
う前に第3の回転数に減速することにより、コアおよび
ヒゲの伸長をほぼ停止させた状態でコアだけの塗布液増
量を終えることができる。したがって、コアの拡大運動
量を最大化した状態で第4の回転数へと上げ始めること
ができるので、コアの径の拡大をより速く、かつ新たな
ヒゲを効率よく発生させることができる。
【0030】また、請求項7に記載の発明によれば、基
板を静止させた状態で塗布液の供給を開始し、過程
(c)の減速を行った後、第4の回転数で再び回転させ
始める時点でその供給を停止するというようにスタティ
ック法とダイナミック法とを組み合わせたような『スタ
ミック法』により塗布液を供給する場合であっても、塗
布液が基板の表面全体を覆う前に第3の回転数に減速す
ることにより、コアおよびヒゲの伸長をほぼ停止させた
状態でコアだけの塗布液増量を終えることができる。し
たがって、コアの拡大運動量を最大化した状態で第4の
回転数へと上げ始めることができるので、コアの径の拡
大をより速く、かつ新たなヒゲを効率よく発生させるこ
とができる。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を説明する。図1は、本発明方法を適用した回転
式基板塗布装置の概略構成を示す図である。
【0032】図中、符号1は、吸引式スピンチャックで
あって基板Wをほぼ水平姿勢で吸着支持する。この吸引
式スピンチャック1は、中空の回転軸2を介して回転モ
ータ3によって駆動されるようになっており、回転モー
タ3の駆動により基板Wとともに鉛直軸周りで回転され
る。吸引式スピンチャック1の周囲には、塗布液である
フォトレジスト液などの飛散を防止するための飛散防止
カップ5が配設されている。図示省略しているが、飛散
防止カップ5と回転軸2とは相対昇降するように構成さ
れており、これらを相対昇降させた状態で未処理基板W
を飛散防止カップ5内に搬入したり、処理済の基板Wを
飛散防止カップ5外へ搬出するようになっている。
【0033】飛散防止カップ5の上方であって、基板W
のほぼ回転中心の上方には、フォトレジスト液を基板W
に対して吐出する塗布液吐出ノズル11が配設されてい
る。この塗布液吐出ノズル11は、塗布液供給部13か
ら塗布液であるフォトレジスト液を供給されるようにな
っており、駆動部15によってその先端部を図1に示す
供給位置と、飛散防止カップ5の側方に離れた図示しな
い待機位置とにわたって揺動移動されるようになってい
る。
【0034】また、溶媒を霧状にして基板Wに噴射する
ための溶媒噴霧ノズル17が塗布液吐出ノズル11に並
設されている。この溶媒噴霧ノズル17は、溶媒供給部
19からの溶媒を噴霧するように構成されており、溶媒
供給部19は溶媒を貯留している容器19aを備えると
ともに容器19aを加熱することにより溶媒の蒸気を発
生させるためのヒータ19bを配備している。また、溶
媒噴霧ノズル17には、電磁開閉弁21を通して加圧さ
れたN2 ガスが供給されるようになっている。したがっ
て、図1中に点線で示すように、電磁開閉弁21を開放
するとヒータ19bの加熱により蒸気となった溶媒が溶
媒噴霧ノズル17の先端部に取り付けられたスプレイガ
ン17aから噴霧され、ほぼ基板Wの半径を覆う範囲に
溶媒が噴霧されるようになっている。なお、スプレイガ
ン17aは、噴霧範囲が基板Wの全面を覆うものであっ
てもよい。
【0035】また、溶媒噴霧ノズル17は、駆動部23
により図1に示す供給位置と待機位置とにわたって揺動
移動されるように構成されているとともに、基板Wを回
転させない状態で溶媒を噴霧する場合には、基板Wの全
面にわたって溶媒を噴霧できるように上記の供給位置か
ら一定範囲をスキャンするように移動可能に構成されて
いる。
【0036】なお、上記の溶媒供給部19が貯留する溶
媒としては、例えば、フォトレジスト液の主溶媒として
利用されているPGMEA(プロピレングリコールモノ
メチルエーテルアセテート)やEL(乳酸エチル)など
が利用できる。
【0037】上述した回転モータ3と、塗布液供給部1
3と、駆動部15と、溶媒供給部19と、電磁開閉弁2
1と、駆動部23とは制御部31によって制御されるよ
うになっている。なお、制御部31は、メモリ33に予
め格納されている、後述するタイムチャートに応じた処
理プログラムによって上記各部の制御を行うようになっ
ている。
【0038】<第1実施例>(請求項1ないし請求項4
に対応する実施例) 『ダイナミック法』(請求項2の実施例) 次に、図2のタイムチャートおよび図3の模式図を参照
して、『ダイナミック法』によるフォトレジスト液塗布
処理について説明する。なお、このタイムチャートに相
当する処理プログラムは、図1に示したメモリ33に予
め格納されており、制御部31によって実行される。ま
た、処理対象の基板Wは、既に吸引式スピンチャック1
に載置されて吸着保持されており、溶媒噴霧ノズル17
が駆動部23によって供給位置に移動されているものと
する。なお、図3の模式図では、基板Wを簡略的に円形
で表し、フォトレジスト液をハッチングした領域で表し
ている。
【0039】まず、回転モータ3の回転駆動を開始す
る。具体的には、t1時点で回転数R1(例えば、10
0rpm)に達するように制御部31が回転モータ3を
正転駆動する。そして、基板Wの回転数が回転数R1で
安定した時点tPSにおいて、電磁開閉弁21を開放して
溶媒噴霧ノズル17から溶媒を霧状にして供給開始し、
PE時点において電磁開閉弁21を閉止してその供給を
停止する。これにより基板Wの表面全体にわたって溶媒
が薄く均一に塗布される。なお、上記のtPS時点からt
PE時点までが溶媒噴霧時間TPSU であり、この間に供給
される溶媒の量は、例えば、0.3ミリリットルであ
る。
【0040】上述したようにフォトレジスト液の塗布前
に溶媒を噴霧して基板Wの表面全体に塗布しておくこと
により、次いでその表面に供給されるフォトレジスト液
が極めて滑らかにその表面上で拡がり易くすることがで
きる。しかも、溶媒を液滴ではなく霧状で供給するよう
にしているので、少ない供給量で均一に基板Wの表面を
溶媒で覆うことができる。そのため基板Wの表面に回路
パターン等の凹凸が形成されていたとしても、その部分
に溶媒が滞留することを防止できる。なお、溶媒の供給
を停止したtPE時点以降において、駆動部23が溶媒噴
霧ノズル17を待機位置に移動するとともに、それに代
えて駆動部15が塗布液吐出ノズル11を供給位置にま
で移動する。なお、上記の回転数R1が本発明の第1の
回転数に相当し、tPS時点からtPE時点までが本発明の
過程(a)に相当する。
【0041】次いで、t3時点において基板Wの回転数
が回転数R2(例えば、1000rpm)に達するよう
に、t2時点で回転数を上げてゆく。そして、この回転
数R2が安定した時点tS において、塗布液吐出ノズル
11から一定流量でフォトレジスト液を供給開始し、そ
の時点から供給時間TSUになるtE 時点においてフォト
レジスト液の供給を停止する。つまり、基板Wの回転数
をt3時点からt4時点までの間、回転数R2に保持し
てその間にフォトレジスト液の供給を完了する(ダイナ
ミック法)。なお、上記の回転数R2が本発明における
第2の回転数に相当し、tS 時点からtE 時点までが本
発明における過程(b)に相当する。
【0042】このようにして回転数R2で回転されてい
る基板Wの表面に供給されたフォトレジスト液は、tS
時点では基板Wの回転中心付近で平面視円形状の塊Ra
(以下、これをコアRa と称する)となって存在してい
る(図3(a))。このコアRa は、回転数R2に伴う
遠心力が作用してほぼその形状を保ったまま基板Wの周
縁部に向かって同心円状に拡大してゆく。
【0043】コアRa は暫くの間は円形状を保っている
が、その後つぎのように大きくその形状を変えてゆく。
すなわち、この円形状のコアRa の円周部から基板Wの
周縁部に向かって多数の細長いフォトレジスト液Rb
流れ(以下、これをヒゲRb と称する)が放射状に延び
始める(図3(a),(b))。この多数のヒゲR
b は、遠心力によってコアRa の径の拡大とともに基板
Wの周縁部に向かって延び続けるが、ヒゲR b はコアR
a よりも半径が大きいことに起因して遠心力がより大き
く加わるので、コアRa の径の拡大よりも速く基板Wの
周縁部に向かって延びることになる(図3(b))。
【0044】そこで、基板Wの表面に供給されたフォト
レジスト液Rによって基板Wの表面全体が覆われる前
に、回転数を回転数R2(1000rpm)よりも高い
回転数R3(例えば、2500rpm)に上げ始める
(t4時点)。このとき回転数をt4時点から上げ始め
てt5時点で回転数R3に到達するように制御するが、
この間は例えば、約0.1secである。なお、上記の
回転数R3が本発明の第3の回転数に相当し、t4時点
からt5時点が過程(c)に相当する。
【0045】このように基板Wの回転数を回転数R2か
ら回転数R3に急激に上げてゆくことにより、基板Wの
周縁部に向かって直線的に延びてゆくはずのヒゲR
b に、回転上昇過程における加速度によって慣性力が作
用するとともに回転による遠心力が作用し、ヒゲRb
延びる方向がその合力によって周方向に曲げられるよう
にしてその幅が拡大する(図4参照)。さらにコアRa
の径も拡大する(図3(c),図4)。
【0046】なお、基板Wの表面全体には上述したよう
に予め溶媒が塗布されているので、フォトレジスト液の
Rと基板W表面との接触角が非常に小さくなっている。
したがって、上記の過程においてコアRa の径の拡大が
速くなるとともに、模式図上では省略しているが、従来
例に比較してヒゲRb が細く多く発生するとともに、ヒ
ゲRb が慣性力によって非常に曲がりやすくなってい
る。
【0047】そして図3(c)に示すように、多数のヒ
ゲRb の先端部が基板Wの周縁部に到達すると、それら
から基板Wの周囲にフォトレジスト液Rが飛散する(飛
散フォトレジスト液Rc )。しかしながら、加速度によ
りヒゲRb が周方向に曲げられているので、基板Wの周
縁部に向かって拡大/伸長してゆくコアRa /ヒゲR b
が一体となって、フォトレジスト液Rにより基板Wの表
面全体が覆われるまでの時間が従来に比較して大幅に短
縮される(図3(c)〜図3(e))。
【0048】このようにして基板Wの表面全体がフォト
レジスト液Rによって覆われ、t7時点で基板Wの回転
数を回転数R4(例えば、1500rpm)に下げ、こ
の回転数R4をt7時点からt8時点まで保持すること
により、基板Wの表面全体を覆っているフォトレジスト
液Rのうち僅かな余剰分(余剰フォトレジスト液Rd
を振り切る。これにより基板Wの表面に所望膜厚のフォ
トレジスト被膜R’が形成される。なお、上記の回転数
R4が本発明の第4の回転数に相当し、t7時点からt
8時点までが本発明の過程(d)に相当する。
【0049】上述したように基板Wにフォトレジスト液
Rを供給する前に溶媒を塗布しておき、フォトレジスト
液Rと基板W表面との接触角を小さくしているので、そ
の後に供給されたフォトレジスト液RのコアRa の径を
容易に拡げることができ、コアRa から基板Wの周縁部
に向けて発生するヒゲRb を細く多くすることができ
る。また、フォトレジスト液に先立って供給する溶媒を
噴霧するようにしたため短時間で広範囲にわたり供給す
ることができ、基板Wの表面に回路パターン等の凹凸が
形成されていたとしてもその部分に溶媒を滞留しにくく
することができるので、溶媒に起因するムラがフォトレ
ジスト被膜に生じることを防止できる。
【0050】さらに、基板Wの表面がフォトレジスト液
Rによって覆われる前に、基板Wの回転数を回転数R2
(第2の回転数)から回転数R3(第3の回転数)上げ
てヒゲRb に慣性力を与えると、接触角が小さくされて
いる関係上、細く多く発生しているヒゲRb が大きく周
方向に曲げられてその幅を大きく拡大するので、基板W
の表面がフォトレジスト液Rによって覆われるまでの被
覆所要時間を大幅に短縮することができる。したがっ
て、ヒゲRb が基板Wの周縁部に到達してから、フォト
レジスト液Rの供給が停止されるまでの時間が短くなる
ので、ヒゲRb を通して基板Wの周囲に放出・飛散する
フォトレジスト液Rの量を少なくすることができる。そ
の結果、溶媒の消費量を抑制しつつも所望膜厚のフォト
レジスト被膜R’を得るのに要するフォトレジスト液R
の量を極めて少なくすることができる。
【0051】なお、被覆所要時間を短縮するには急激に
回転数を上げることが好ましい。つまり、図2のタイム
チャート中における時点t4から時点t5までの時間
(以下、回転数切換時間と称する)が短い方が加速度が
大きくなるので好ましい。しかしながら、急激すぎると
逆に被覆所要時間が長くなって不要なフォトレジスト液
が増加することが実験によって判明している。
【0052】そこで、実験により種々の回転数切換時間
および回転数R4,回転数R5を組み合わせて被覆所要
時間を測定したところ、7,500〜50,000rp
m/secの範囲に加速度を設定した場合に良好な結果
が得られることがわかった。したがって、上記図2のタ
イムチャート中における時点t4から時点t5までの回
転数切換時間および回転数R2,R3は、上記の好適な
加速度範囲を考慮して設定することが好ましい。
【0053】なお、上記の説明においては、回転数R2
から回転数R3に急激に回転数を上げてヒゲRb に慣性
力を与え、その後に回転数R3よりも低い回転数R4で
回転駆動して膜厚を調整するようにしたが、回転数R2
から回転数R4より低い回転数R3に加速した後、回転
数R3から回転数R4に回転数を上げて膜厚調整を行う
ようにしてもよい。さらに、上記説明ではt4時点から
1段階で回転数を変えるようにしたが、2段階以上に回
転数を可変して加速してもよい。
【0054】『スタティック法』(請求項3の実施例) 次に、図5のタイムチャートを参照して『スタティック
法』によるフォトレジスト液塗布処理について説明す
る。なお、この塗布処理を実施する装置は、上記の図1
に示した構成と同一であり、そのメモリ33に格納され
ている処理プログラムが以下のように異なるだけであ
る。
【0055】まず、基板Wを吸引式スピンチャック1に
吸着保持させた状態で、回転モータ3を駆動することな
く、つまり、基板Wを静止させた状態(第1の回転数R
1=0)で溶媒を噴霧する。具体的には、tPS時点で溶
媒噴霧ノズル17から基板Wの表面に溶媒を噴霧して供
給開始しつつ、tPE時点までの溶媒噴霧時間TPSU 内に
溶媒が基板Wの表面全体にゆきわたるように駆動部23
でスプレイガン17aを移動する。なお、tPS時点から
PE時点までが本発明の過程(a)に相当する。
【0056】次に、tS 時点において塗布液吐出ノズル
11からフォトレジスト液を供給開始し、供給時間TSU
が経過するtE 時点でその供給を停止する。つまり、基
板Wを静止させた状態でフォトレジスト液の供給を完了
する(スタティック法)。このときフォトレジスト液
は、図3(a)の模式図に示すように、そのコアRa
基板Wの中心付近にあってほぼ円形状を保ちつつ、供給
され続けるフォトレジスト液によってその径を拡大して
ゆく(図示省略)。なお、tS 時点からtE 時点までが
本発明の過程(b)に相当する。
【0057】tE 時点においてフォトレジスト液の供給
を停止するとともに、基板Wの回転数を回転数R2(第
2の回転数)に向けて上昇させ、これをt1時点からt
2時点まで維持した後、t3時点で基板Wの回転数が回
転数R3(第3の回転数)に到達するようにt2時点か
ら加速を開始する。この時点t2は、基板Wの表面に供
給されたフォトレジスト液が第2の回転数R2によって
広がって基板Wの表面全体を覆う前に設定されている。
なお、上記のt2時点からt3時点までが本発明におけ
る過程(c)に相当する。
【0058】この過程においては、上述した『ダイナミ
ック法』と同様の挙動がフォトレジスト液に生じる。つ
まり、回転数R2に向けて回転駆動され始めた時点tE
において、コアRa の円周部から多数のヒゲRb が発生
して基板Wの周縁部に向けて延び始め(図3(b))、
回転数R2から回転数R3に急激に加速することにより
ヒゲRb が慣性力を受けつつ、周方向に大きく曲げられ
てその幅を拡大する(図3(c),図4)。したがっ
て、フォトレジスト液Rが基板Wの表面全体を覆うまで
の被覆所要時間を短縮することができる。なお、フォト
レジスト液の塗布に先立って溶媒を塗布して基板W表面
とフォトレジスト液Rとの接触角を小さくしている関係
上、従来に比較してコアRa の径の拡大が速く、発生す
るヒゲRbの数が多くかつそれぞれの幅が細いものであ
ることは既に述べた『ダイナミック法』と同様である。
【0059】そして、t4時点まで回転数R3に保持し
た後、回転数を下げてt5時点からt6時点まで回転数
R4(第4の回転数)に保持してフォトレジスト被膜の
膜厚を調整する。このように回転数を制御することによ
って被覆所要時間を短縮することができ、ヒゲRb を通
して基板Wの周囲に飛散するフォトレジスト液Rの量を
少なくすることができる。したがって、所望膜厚のフォ
トレジスト被膜を得るために必要なフォトレジスト液の
量を少なくすることができる。なお、t5時点からt6
時点までが本発明の過程(d)に相当する。
【0060】なお、上記の回転数切換時間(t2〜t
3)については、上記の『ダイナミック法』で記載した
程度の加速度が得られるように、回転数R2,R3とと
もに設定することが好ましい。
【0061】さらに、この『スタティック法』における
フォトレジスト液の供給停止時点t E は、図5のタイム
チャートで示した時点に限定されるものではなく、基板
Wを静止させた状態で供給が完了すればよい。したがっ
て、供給開始時点tS から回転数R2に向けて回転数を
上昇させる時点までの適宜の範囲内に設定することが可
能である。
【0062】なお、上記『ダイナミック法』で述べたよ
うに加速を2段階以上で行ってもよい。また、上述した
『ダイナミック法』による塗布処理では、基板Wを回転
させつつ溶媒を供給するようにしたが、この『スタティ
ック法』による供給方法のように基板Wを静止させた状
態で溶媒を供給するようにしてもよいことは言うまでも
ない。同様に、この『スタティック法』における溶媒塗
布時に、基板Wを回転させつつ溶媒を供給してもよい。
【0063】『スタミック法』(請求項4の実施例) 次に、上述したスタティック法とダイナミック法とを組
み合わせたような『スタミック法』によるフォトレジス
ト液塗布処理について図5のタイムチャートを参照して
説明する。すなわち、基板Wを静止させた状態でフォト
レジスト液の供給を開始し(スタティック法における供
給開始)、基板Wが回転を開始した後にフォトレジスト
液の供給を停止(ダイナミック法における供給停止)す
る。
【0064】フォトレジスト液の塗布前に溶媒を噴霧し
て、フォトレジスト液の基板W表面における接触角を小
さくしておくことは上記と同様である。そして、tS
点においてフォトレジスト液の供給を開始し、フォトレ
ジスト液の供給を継続しつつ時点tE において回転数R
2(第2の回転数)に上げ始め、その回転数R2に達し
た時点t1において供給を停止する。換言すると、供給
時間(TSU)中に基板Wの回転を開始する。なお、この
場合、tS 時点からt1時点が本発明における過程
(c)に相当する。
【0065】そして、フォトレジスト液が基板Wの表面
全体を覆う前に、具体的にはt2時点からt3時点の間
に基板Wの回転数を回転数R2から回転数R3(第3の
回転数)に急激に加速して、溶媒塗布の効果によって大
きく同心円状に広がったコアRa から細く多く発生して
いるヒゲRb を周方向に大きく曲げる。したがって、ヒ
ゲRb を通して基板Wの周囲に飛散するフォトレジスト
液の量を少なくすることができる。その後、t3時点か
らt4時点まで回転数R3(第3の回転数)に保持して
所望膜厚のフォトレジスト被膜を形成する。その結果、
上述した『ダイナミック法』および『スタティック法』
による塗布処理と同様に、溶媒の使用量を抑制しつつも
所望膜厚のフォトレジスト被膜を形成するのに要するフ
ォトレジスト液の量を少なくすることができる。
【0066】なお、フォトレジスト液の供給停止タイミ
ングは、図5のt1時点のように、回転数R2に到達し
た時点に限定されるものではなく、回転を開始した後で
あればどの時点であってもよい。例えば、図5中に点線
矢印で示すように、回転数R2に回転開始する時点tE
から回転数R2に到達するまでの間にあたる時点t7
あってもよい。
【0067】また、回転数切換時間(t2〜t3)は、
上述した『スタティック法』に準じて設定すればよい。
【0068】また、溶媒噴霧時の基板Wの回転状態や、
加速時における回転数の切換段階なども上記『スタティ
ック法』と同様に変形実施可能である。
【0069】<第2実施例>(請求項5ないし請求項7
に対応する実施例) 『ダイナミック法』(請求項5の実施例) 次に、上述した第1実施例に係る方法とは異なる方法に
ついて図6のタイムチャートを参照しつつ説明する。上
記の第1実施例との相違点は、基板Wにフォトレジスト
液の供給を開始した後に、一時的に基板Wの回転を『減
速』する点にある。なお、装置構成は、上述したものと
同様であるのでその説明については省略する。
【0070】まず、回転モータ3の回転を時間原点にお
いて開始して、t1時点において回転数R1(例えば、
100rpmであり、第1の回転数に相当する)に達す
るように制御する。回転数R1で安定した時点tPSから
溶媒噴霧ノズル17より溶媒の噴霧を開始し、溶媒噴霧
時間TPSU が経過した時点tPEで噴霧を停止する。
【0071】その後、t3時点で基板Wが回転数R2
(例えば、1000rpmであり、第2の回転数に相当
する)に達するように、t2時点で回転数を上げ始め
る。この回転数R2が安定した時点tS において塗布液
吐出ノズル11からフォトレジスト液を基板Wの回転中
心付近に供給開始する。供給されたフォトレジスト液R
は、上述したように回転に伴う遠心力によって同心円状
にコアRa の径を拡大するとともに(図3(a))、そ
の円周部からヒゲRb が延び始める(図3(b))。こ
のようにフォトレジスト液Rが拡がって基板Wの表面全
体を覆う前に、具体的にはt4時点から減速を開始し
て、tE 時点でフォトレジスト液の供給を停止するとと
もに回転数R2よりも低い回転数R3(例えば、0rp
mであり、本発明の第3の回転数に相当する)に達する
ように減速する。この例では、回転数R3が『0』であ
るので基板Wは静止した状態である。この減速(停止)
状態をt5時点まで維持する。
【0072】なお、tPS時点からtPE時点までが本発明
の過程(a)に相当し、tS 時点からtE 時点までが本
発明の過程(b)に相当し、tE 時点からt5時点まで
が本発明の過程(c)に相当する。
【0073】上記のtS 時点でフォトレジスト液を供給
開始した直後では、基板Wの回転中心付近でフォトレジ
スト液がコアRa となって存在している。さらにフォト
レジスト液Rの供給を継続すると、コアRa の径は回転
数R2に伴う遠心力が作用してほぼ円形状を保ったまま
基板Wの周縁部に向かって同心円状に拡大してゆく。な
お、予め溶媒を噴霧している関係上、その径の拡大は従
来例に比較して速くなっている。
【0074】コアRa は暫くの間は円形状を保っている
が、図3(a),(b)に示すように、回転数R2の遠
心力によりコアRa の円周部から基板Wの周縁部に向か
って多数のヒゲRb が発生して延び始める。このヒゲR
b は、上述したように溶媒の作用によって従来に比較し
て多くかつ細くなっており、さらにヒゲRb は上述した
ようにコアRa よりも速く周縁部に向かって伸長する。
この状態を示した側面図が、図7の模式図である。
【0075】上述したように、基板Wの表面に供給され
ているフォトレジスト液Rによって基板Wの表面全体が
覆われる前に基板Wを静止(回転数R3=0で回転)さ
せると、コアRa の円周部から放射状に発生しているヒ
ゲRb の伸長およびコアRaの径の拡大を一時的にほぼ
停止させることができる。回転が停止される時点tE
ではフォトレジスト液Rの供給が継続されていたので、
図8の模式図に示すように、コアRa のフォトレジスト
液Rの液量だけを増加させることができる。このように
コアRa の液量が増大すると、コアRa の拡大運動量が
増大することになる。しかも、一時的に回転数を低下さ
せておくことにより、回転を継続させた場合に基板Wの
周縁部にて発生して膜厚不均一を生じさせる乱流の影響
を受けにくくすることができる。
【0076】このようにコアRa の拡大運動量を増大さ
せた状態で、従来例のように基板Wを供給時の回転数R
2で回転し続けた場合、フォトレジスト液Rの挙動は次
のようになる。すなわち、図9中にハッチングで示すコ
アRa /ヒゲRb の状態から、二点鎖線で示すようにコ
アRa /ヒゲRb が基板Wの周縁部に向かって遠心力に
より直線的に拡大/伸長するとともに、液量が増加して
拡大運動量が増大しているコアRa から新たな放射状の
フォトレジスト液の流れRb (以下、新たなヒゲRb
称する)が生じて、多数のヒゲRb の間から新たなヒゲ
b が基板Wの周縁部に向かって直線的に延び始める。
【0077】そこで、フォトレジスト液Rが基板Wの表
面全体を覆う前に、具体的にはt5時点で基板Wの回転
数を回転数R3(=0rpm)から回転数R4(例え
ば、2500rpmであり、本発明の第4の回転数に相
当する)に上げてゆき、t6時点でその回転数R4に達
するように急激に加速する。この加速によりコアRa
拡大運動量を最大化した状態で以下のような作用をフォ
トレジスト液Rに与えることができるので、新たなヒゲ
b を効率的に発生させることができるとともに、コア
a の径をより速く拡大することができる。なお、t5
時点からt6時点までが本発明の過程(d)に相当す
る。
【0078】つまり、図9に示したような状態を経てヒ
ゲRb および新たなヒゲRb ’に慣性力、つまり、回転
方向とは逆方向の力が作用することになる。したがっ
て、遠心力と慣性力との合力によってヒゲRb および新
たなヒゲRb ’は、図10および図11に示すように周
方向に大きく曲げられるようにその幅を拡大するととも
に、遠心力によってその先端部が基板Wの周縁部に向か
って伸長する。さらに、これとともにコアRa の径も拡
大することになる。なお、予め溶媒を噴霧しているた
め、ヒゲRb および新たなヒゲRb ’は従来に比較して
大きく周方向に曲げられ、その幅を大きく拡大すること
になる。
【0079】そして、図12に示すように、多数のヒゲ
b および多数の新たなヒゲRb ’の先端部が基板Wの
周縁部に到達すると、それらから基板Wの周囲にフォト
レジスト液Rが飛散する(飛散フォトレジスト液
c )。しかしながら、加速度によりヒゲRb および新
たなヒゲRb ’が周方向に大きく曲げられているので、
基板Wの周縁部に向かって拡大/伸長してゆくコアRa
/新たなヒゲRb ’/コアR a が一体となって、フォト
レジスト液Rにより基板Wの表面全体が覆われるまでの
被覆所要時間が従来に比較して大幅に短縮される(図1
2〜図14)。
【0080】このような作用を生じさせつつ、t7時点
からt8時点にかけて基板Wを回転数R4から回転数R
5(例えば、1500rpmであり、本発明の第5の回
転数に相当する)に下げ、この回転数R5をt9時点ま
で保持することにより、表面を覆っている僅かな余剰分
を振り切って基板Wの表面全体に所望膜厚のフォトレジ
スト被膜を形成する。なお、t8時点からt9時点が本
発明における過程(e)に相当する。
【0081】上述したようにフォトレジスト液の塗布に
先立って溶媒を噴霧しておき、フォトレジスト液と基板
W表面との接触角を小さくしているので、その後、基板
Wの表面に供給されたフォトレジスト液のコアRa の径
を容易に拡げることができる。また、フォトレジスト液
に先立って供給する溶媒を噴霧するようにしたため短時
間で広範囲にわたり供給することができ、基板W上の凹
凸に溶媒を滞留しにくくすることができるので、溶媒に
起因するムラがフォトレジスト被膜に生じることを防止
できる。
【0082】さらに、基板Wの表面全体がフォトレジス
ト液Rによって覆われる前に、一時的に基板の回転を停
止させてコアRa の径の拡大およびヒゲRb の延びを停
止させた状態でフォトレジスト液の拡大運動量を増大さ
せて急加速することにより、より細い多くの新たなヒゲ
b ’を容易に発生させることができる。また、これら
の新たなヒゲRb ’およびヒゲRb には強い慣性力が加
えられるので、周方向に曲げられつつ幅を拡大するが、
このとき溶媒の作用によってより速く周方向に曲げられ
つつその幅が急速に拡がることになる。よって、ヒゲR
b (および新たなヒゲRb ’)が基板Wの周縁部に到達
して周囲に放出・飛散するフォトレジスト液の量を少な
くすることができ、溶媒の消費量を抑制しつつも所望膜
厚のフォトレジスト被膜を得るのに要するフォトレジス
ト液の量を極めて少なくすることができる。
【0083】なお、回転数切換時間(t5〜t6)は、
上述したような種々の条件に加えて、さらに減速(停
止)期間tE 〜t5を考慮して設定すればよい。
【0084】また、この実施例では、コアRa の拡大運
動量を増加させるために、少なくとも減速を開始してか
ら第3の回転数R3に達するまではフォトレジスト液を
供給し続けていることが肝要であるが、上述した例のよ
うに第3の回転数R3に達する時点tE で必ずしも同時
に供給を停止する必要はなく、図6中に点線矢印および
供給時間(TSU)で示すように減速中を含め加速時点t
5までフォトレジスト液Rの供給を延長するようにして
もよい(請求項6の実施例)。
【0085】なお、上記の例では、基板Wを回転させつ
つ溶媒を噴霧するようにしたが、後述するように基板W
を静止させた状態で溶媒を噴霧するようにしてもよい。
【0086】なお、この第2実施例に係る塗布処理は、
回転によりフォトレジスト液Rが基板Wの表面全体を覆
う前に減速する点が特徴であるので、基板Wを静止させ
た状態でフォトレジスト液Rの供給開始および停止を行
う『スタティック法』による塗布処理は存在しない。し
たがって、次にスタティック法とダイナミック法とを組
み合わせたようなスタミック法について図15のタイム
チャートを参照して説明する。
【0087】『スタミック法』(請求項7の実施例) まず、tPS時点において、基板Wを静止させた状態で溶
媒噴霧ノズル17からその表面全体に溶媒を噴霧する。
そして、溶媒噴霧時間TPSU が経過した時点t PEで噴霧
を停止する。なお、tPS時点からtPE時点までが本発明
の過程(a)に相当する。
【0088】その後、基板Wを静止させたまま、tS
点において塗布液吐出ノズル11からフォトレジスト液
の供給を開始する。そして、t2時点で回転数R2に達
するようにt1時点から回転数を上げ始め、この回転数
R2をt3時点まで保持した後、供給時間TSUが経過す
る前にt4時点で回転数R3(例えば、100rpmで
あり、本発明の第3の回転数に相当する)に達するよう
に減速する。この減速した状態を、供給開始時点tS
ら供給時間TSUが経過する時点tE まで維持し、フォト
レジスト液の供給を停止するとともに、回転数R4(第
4の回転数に相当する)に向けて急激に加速する。な
お、減速期間t4〜tE および加速期間t E 〜t5は、
フォトレジスト液が拡がって基板Wの表面全体を覆う前
までに設定されている。また、上記tS 時点からtE
点までが本発明の過程(b)に相当し、上記t4時点か
らtE 時点までが本発明の過程(c)に相当し、tE
点からt5時点までが本発明の過程(d)に相当する。
【0089】このようにして基板Wの表面に供給された
フォトレジスト液は、上述した<第1実施例>の『スタ
ミック法』の如くコアRa の径を拡大しつつヒゲRb
発生する(図3(a),(b)参照)。さらに、その時
点で減速(回転数R3=100rpm)することによ
り、本実施例の『ダイナミック法』で述べたようにヒゲ
b の伸長およびコアRa の径の拡大が一時的にほぼ停
止状態とされ、コアRaのフォトレジスト液量だけが増
大されてその拡大運動量が増大される(図7,図8)。
そして、加速期間(tE 〜t5)においては、本実施例
の『ダイナミック法』で既に述べたような作用がフォト
レジスト液に生じ、ヒゲRb および新たなヒゲRb ’の
発生も加わって、被覆所要時間が大幅に短縮される。ま
た、予め溶媒が噴霧されて接触角が小さくされているの
で、上記各過程においてコアRa の径の拡大が従来に比
較して速やかに行われるとともに、ヒゲRb および新た
なヒゲRb ’が細く多く発生するとともに慣性力によっ
て大きくその幅を周方向に拡大することになる。
【0090】そして、加速期間が経過した後、t7時点
で回転数R5(本発明の第5の回転数に相当)に達する
ようにt6時点において減速を開始し、その回転数R5
をt8時点まで維持することにより、基板Wの表面全体
を覆っているフォトレジスト液Rのうち僅かな余剰分を
振り切って所望膜厚のフォトレジスト被膜を形成する。
なお、t7時点からt8時点までが本発明の過程(e)
に相当する。上述したように被覆所要時間が短縮されて
いるので、ヒゲRb (および新たなヒゲRb ’)を通し
て飛散するフォトレジスト液の量が少なくでき、所望膜
厚の被膜を形成するのに必要なフォトレジスト液の量を
極めて少なくすることができる。
【0091】なお、回転数切換時間(tE 〜t5)は、
本実施例の『ダイナミック法』で述べたように種々の条
件を考慮して設定すればよい。
【0092】また、フォトレジスト液の供給時間T
SUは、図15中に示したものの他、減速t4時点にまで
短縮しても、コアの拡大運動量を大きくすることができ
るので同様の効果を得ることができる。
【0093】また、上記の説明では、減速した際の回転
数として『0』rpmおよび『100』rpmを例に採
って説明したが、第2の回転数R2よりも低い回転数で
あって、コアRa の拡大およびヒゲRb の伸長を一時的
に低下させるとともに、乱流の影響を抑制することがで
きれば種々の回転数を選択可能である。
【0094】なお、第1実施例および第2実施例では、
塗布液としてフォトレジスト液を例に採って説明した
が、本発明方法はSOG液やポリイミド樹脂などの塗布
液であっても適用可能である。
【0095】また、上記の説明では、溶媒の噴霧を塗布
装置内で実施するようにしているが、別体の装置で溶媒
噴霧だけを実施した後、塗布装置で塗布液の塗布を行う
ようにしてもよい。
【0096】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1に記載の発明によれば、基板の表面に供給された塗布
液が基板の表面全体を覆う前に回転数を上げてゆくこと
により、同心円状の塗布液から放射状に延びた塗布液の
流れに慣性力を与えることができ、各放射状の塗布液の
流れの間の隙間を急速に狭めることができる。また、塗
布液の塗布に先立って溶媒を噴霧しているので、塗布液
から延びる塗布液の流れを細く多くすることができ、同
心円状の塗布液の径の拡大をも速めることができるとと
もに、塗布液の流れに慣性力を与えた際に容易に大きく
周方向に曲げることができる。
【0097】したがって、塗布液が基板の表面全体を覆
うまでの時間を短縮することができる。その結果、放射
状の塗布液の流れを通して基板の周囲に飛散する塗布液
の量を少なくすることができ、所望膜厚の塗布被膜を形
成するのに要する塗布液の量を少なくすることができ
る。また、塗布液に先立って供給する溶媒を噴霧するよ
うにしたため短時間で広範囲にわたり供給することがで
きるとともに、基板の表面に回路パターン等の凹凸が形
成されていたとしてもその部分に溶媒を滞留しにくくす
ることができるので、溶媒に起因するムラが塗布被膜に
生じることを防止することができる。これによって溶媒
の消費量を抑制しながらも高価な塗布液の量を少なくす
ることができるので、半導体装置などの製造コストを低
減することができるとともにスループットを向上させる
ことができる。
【0098】また、塗布液の供給時に高速回転させ、そ
の後に回転数を下げて膜厚を調整することにより塗布液
の少量化を図る塗布液塗布方法もあるが、この場合には
噴霧した溶媒が揮発してその効果が得られにくい一方、
請求項1に記載の発明であれば噴霧した溶媒が揮発しに
くく溶媒の効果を大きく生かすことができる。
【0099】また、請求項2に記載に発明によれば、基
板を回転させつつ塗布液を供給開始してその状態で供給
を完了する、いわゆる『ダイナミック法』による塗布液
塗布方法であっても、請求項1に記載の効果と同じ効果
を得ることができる。
【0100】また、請求項3に記載の発明によれば、基
板を静止させた状態で塗布液の供給を開始してその状態
で塗布液の供給を完了する、いわゆる『スタティック
法』による塗布液塗布方法であっても請求項1と同様の
効果を奏する。
【0101】また、請求項4に記載の発明によれば、基
板を静止させた状態で塗布液の供給を開始して、基板の
回転数を上げ始めた後でその供給を完了する、上記のス
タティック法とスタミック法とを組み合わせたような塗
布液塗布方法(スタミック法)であっても、請求項1に
記載の効果を奏する。
【0102】また、請求項5に記載の発明によれば、基
板の表面に供給された塗布液が基板の表面全体を覆う前
に、基板の回転数を一時的に減速して第3の回転数に達
するまでは塗布液を供給し続けておくことにより、同心
円状の塗布液だけを増量してその拡大運動量を増大させ
ることができる。その後に、基板の回転数を上げてゆく
ことにより、同心円状の塗布液から放射状に延びた塗布
液の流れの間に、新たな塗布液の流れを生じさせること
ができるとともに、各塗布液の流れに慣性力を与えるこ
とができ、各放射状の塗布液の流れの間を急速に狭める
ことができる。また、塗布液の塗布に先立って溶媒を基
板の表面に噴霧しているので、塗布液から延びる塗布液
の流れを細く多くすることができ、同心円状の塗布液の
径の拡大をも速めることができるとともに、塗布液の流
れおよび新たな塗布液の流れに慣性力を与えた際に容易
に大きく周方向に曲げることができる。
【0103】したがって、塗布液が基板の表面全体を覆
うまでの時間を短縮することができる。その結果、放射
状の塗布液の流れを通して基板の周囲に飛散する塗布液
の量を極めて少なくすることができ、所望膜厚の塗布被
膜を形成するのに要する塗布液の量を少なくすることが
できる。また、溶媒を噴霧するようにしたため短時間で
広範囲に供給することができるとともに、基板の表面に
形成されている凹凸に溶媒を滞留しにくくすることがで
きるので、溶媒に起因するムラが塗布被膜に生じること
を防止することができる。これにより溶媒の消費量を抑
制しながらも高価な塗布液の量を少なくすることができ
るので、半導体装置などの製造コストを低減することが
できるとともにスループットを向上させることができ
る。
【0104】また、塗布液の供給時に高速回転させ、膜
厚調整時に低速回転させることにより塗布液の少量化を
図る塗布液塗布方法もあるが、この場合には噴霧した溶
媒が揮発するためその効果が得られにくい一方、請求項
5に記載の発明であれば噴霧した溶媒が揮発しにくくそ
の効果を大きく生かすことができる。
【0105】また、請求項6に記載の発明によれば、基
板を回転させつつ塗布液を供給開始してその状態で供給
を完了する、いわゆる『ダイナミック法』による塗布液
塗布方法であっても、請求項5に記載の効果と同じ効果
を得ることができる。さらに、同心円状の塗布液の拡大
運動量を最大化した状態で回転数を上げてゆくことがで
きるので、同心円状の塗布液の径の拡大をより速く、か
つ、各放射状の塗布液の流れの間に効率良く新たな塗布
液の流れを生じさせることができる。したがって、より
速く各放射状の塗布液の流れの隙間を狭めることができ
て、基板の表面全体を塗布液が覆うまでの時間をより短
縮することが可能である。
【0106】また、請求項7に記載の発明によれば、基
板を静止させた状態で塗布液の供給を開始し、基板を回
転させ始めた時点で供給を完了する、上記のスタティッ
ク法とダイナミック法とを組み合わせたような塗布液塗
布方法(スタミック法)であっても請求項5と同等の効
果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を適用した回転式基板塗布装置の概
略構成を示す図である。
【図2】第1実施例に係るフォトレジスト液塗布方法
(ダイナミック法)を示すタイムチャートである。
【図3】フォトレジスト液塗布方法の説明に供する図で
ある。
【図4】フォトレジスト液の挙動を示す模式図である。
【図5】第1実施例に係るフォトレジスト液塗布方法の
その他の実施例(スタティック法およびスタミック法)
を示すタイムチャートである。
【図6】第2実施例に係るフォトレジスト液塗布方法
(ダイナミック法)を示すタイムチャートである。
【図7】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な側面図
である。
【図8】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な側面図
である。
【図9】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面図
である。
【図10】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面
図である。
【図11】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面
図である。
【図12】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面
図である。
【図13】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面
図である。
【図14】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面
図である。
【図15】第2実施例に係るフォトレジスト液塗布方法
のその他の実施例(スタミック法)を示すタイムチャー
トである。
【符号の説明】
1 … 吸引式スピンチャック 5 … 飛散防止カップ 11 … 塗布液吐出ノズル 13 … 塗布液供給部 15 … 駆動部 17 … 溶媒噴霧ノズル 17a … スプレイガン 19 … 溶媒供給部 23 … 駆動部 21 … 電磁開閉弁 31 … 制御部 33 … メモリ W … 基板 R … フォトレジスト液 Ra … コア Rb … ヒゲ Rb ’ … 新たなヒゲ Rc … 飛散フォトレジスト液 Rd … 余剰フォトレジスト液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 佳代子 京都市上京区堀川通寺之内上る4丁目天神 北町1番地の1 大日本スクリーン製造株 式会社内 (72)発明者 後藤 茂弘 京都市上京区堀川通寺之内上る4丁目天神 北町1番地の1 大日本スクリーン製造株 式会社内 (72)発明者 松永 実信 京都市上京区堀川通寺之内上る4丁目天神 北町1番地の1 大日本スクリーン製造株 式会社内 Fターム(参考) 2H025 AA00 AB08 AB16 AB17 EA05 4D075 AA01 AC64 DA08 DB13 DC22 EA05 4F042 AA07 BA05 BA25 EB18 EB29 EB30

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の表面に塗布液を供給して所望膜厚
    の塗布被膜を形成する塗布液塗布方法であって、 (a)基板を静止させた状態若しくは第1の回転数で回
    転させた状態で、基板の表面に溶媒を噴霧する過程と、 (b)前記基板を静止させた状態若しくは第2の回転数
    で回転させた状態で、その表面中心付近に塗布液を供給
    する過程と、 (c)前記過程(b)で供給された塗布液が拡がって前
    記基板の表面全体を覆う前に、前記基板の回転数を第3
    の回転数へ上げてゆく過程と、 (d)前記基板の回転数を第4の回転数に所定時間保持
    して、前記基板の表面全体を覆っている塗布被膜の膜厚
    を調整する過程と、 をその順に実施することを特徴とする塗布液塗布方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の塗布液塗布方法におい
    て、前記過程(b)で供給する塗布液を、前記基板を第
    2の回転数で回転させた状態で供給開始し、その状態で
    供給完了するようにしたことを特徴とする塗布液塗布方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の塗布液塗布方法におい
    て、前記過程(b)で供給する塗布液を、前記基板を静
    止させた状態で供給開始してその状態で供給完了するよ
    うにしたことを特徴とする塗布液塗布方法。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の塗布液塗布方法におい
    て、前記過程(b)で供給する塗布液を、前記基板を静
    止させた状態で供給開始し、前記基板の回転数を第2の
    回転数に上げ始めた後で供給完了するようにしたことを
    特徴とする塗布液塗布方法。
  5. 【請求項5】 基板の表面に塗布液を供給して所望膜厚
    の塗布被膜を形成する塗布液塗布方法であって、 (a)基板を静止させた状態若しくは第1の回転数で回
    転させた状態で、基板の表面に溶媒を噴霧する過程と、 (b)前記基板を静止させた状態若しくは第2の回転数
    で回転させた状態で、その表面中心付近に塗布液を供給
    する過程と、 (c)前記過程(b)で供給された塗布液が拡がって前
    記基板の表面全体を覆う前に、前記基板の回転数を前記
    第2の回転数よりも低い第3の回転数に減速する過程
    と、 (d)前記過程(b)で供給された塗布液が拡がって前
    記基板の表面全体を覆う前に、前記基板の回転数を第4
    の回転数へ上げてゆく過程と、 (e)前記基板の回転数を第5の回転数に所定時間保持
    して、前記基板の表面全体を覆っている塗布被膜の膜厚
    を調整する過程とをその順に実施し、少なくとも前記過
    程(c)において減速を開始してから第3の回転数に達
    するまでは塗布液を供給し続けることを特徴とする塗布
    液塗布方法。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の塗布液塗布方法におい
    て、前記過程(b)で供給する塗布液を、前記基板を第
    2の回転数で回転させた状態で供給開始し、前記過程
    (d)で前記基板の回転数を第4の回転数に上げ始めた
    時点で供給完了するようにしたことを特徴とする塗布液
    塗布方法。
  7. 【請求項7】 請求項5に記載の塗布液塗布方法におい
    て、前記過程(b)で供給する塗布液を、前記基板を静
    止させた状態で供給開始し、前記過程(d)で前記基板
    の回転数を第4の回転数に上げ始めた時点で供給完了す
    るようにしたことを特徴とする塗布液塗布方法。
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