JP2003093958A - Method and apparatus for coating substrate with coating liquid - Google Patents

Method and apparatus for coating substrate with coating liquid

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JP2003093958A
JP2003093958A JP2001294566A JP2001294566A JP2003093958A JP 2003093958 A JP2003093958 A JP 2003093958A JP 2001294566 A JP2001294566 A JP 2001294566A JP 2001294566 A JP2001294566 A JP 2001294566A JP 2003093958 A JP2003093958 A JP 2003093958A
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Japan
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substrate
coating liquid
coating
stage
liquid
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JP2001294566A
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Japanese (ja)
Inventor
Takamasa Sakai
高正 坂井
Sanenobu Matsunaga
実信 松永
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating method by which the use efficiency of a coating liquid is enhanced. SOLUTION: A liquid reservoir is formed on a substrate W by feeding a coating liquid to the surface of the substrate W held in a horizontal position at the upper surface side of a substrate stage 10. The substrate is held in a fixed direction in plane view. The substrate is moved in the horizontal surface in all directions at a speed such that inertial force acts on the liquid reservoir and within a moving range equivalent to the diameter of the substrate. The coating liquid is successively discharged from the liquid reservoir while following the motion of the substrate, and spread on the entire substrate surface.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ、
液晶表示装置用あるいはフォトマスク用のガラス基板、
光ディスク用基板などの基板を水平姿勢に保持し、その
基板の表面へ各種のレジスト、SOG、SOD、ポリイ
ミド等の塗布液を供給して、基板の表面全体に塗布液を
塗布する、基板への塗布液の塗布方法および塗布装置に
関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor wafer,
Glass substrate for liquid crystal display or photomask,
A substrate such as a substrate for an optical disk is held in a horizontal position, various resists, SOG, SOD, polyimide, and other coating liquids are supplied to the surface of the substrate, and the coating liquid is applied to the entire surface of the substrate. The present invention relates to a coating method for a coating liquid and a coating device.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造工程におい
て、基板の表面に塗布液、例えば粘性液体状のレジスト
を塗布する場合、回転塗布方式が多用されている。この
回転塗布方式では、基板ステージ上に水平姿勢で保持さ
れた基板の中心部へレジストを供給し、基板を水平面内
において鉛直軸回りに回転させ、遠心力により基板面上
でレジストを中心部から周辺部へ流動させて、レジスト
を基板全面に拡げる。そして、基板の表面全体に均一な
厚みのレジストの被膜が形成されるようにする。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing process, for example, when a coating liquid, for example, a resist in the form of a viscous liquid is coated on the surface of a substrate, a spin coating method is often used. In this spin coating method, the resist is supplied to the center of the substrate held horizontally on the substrate stage, the substrate is rotated around the vertical axis in the horizontal plane, and the resist is rotated from the center on the substrate surface by centrifugal force. The resist is spread over the entire surface of the substrate by flowing to the peripheral portion. Then, a resist film having a uniform thickness is formed on the entire surface of the substrate.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記した回転塗布方式
は、基板の表面へ供給された粘性液体を、基板全面に均
一な膜厚となるように拡げる、といった観点からすると
極めて理に適った方法である。しかしながら、回転塗布
方式は、塗布液の有効利用といった面からみると、決し
て効率の良い方法であるとは言えない。すなわち、回転
塗布方式によると、基板の中心部へ供給された塗布液が
遠心力により周辺方向へ拡がって基板の表面全体を均一
な膜厚で覆うまで、基板上へ塗布液を供給し続ける必要
がある。そして、基板上へ過剰に供給された塗布液は、
基板の周辺部から周囲へ飛散してしまう。このため、塗
布液の使用量が増大し、塗布液の利用効率が極めて低
い、といった問題点がある。この問題点は、高価な塗布
液を使用したり生産コストの低減化や廃液処理などを考
慮したりすると、今後重要な検討事項となる。
The above-mentioned spin coating method is an extremely reasonable method from the viewpoint of spreading the viscous liquid supplied to the surface of the substrate so as to have a uniform film thickness on the entire surface of the substrate. Is. However, the spin coating method is by no means an efficient method from the viewpoint of effective use of the coating liquid. That is, according to the spin coating method, it is necessary to continue supplying the coating liquid onto the substrate until the coating liquid supplied to the central portion of the substrate spreads in the peripheral direction by the centrifugal force and covers the entire surface of the substrate with a uniform film thickness. There is. Then, the coating liquid excessively supplied onto the substrate is
Scatters from the periphery of the board to the surroundings. Therefore, there is a problem that the amount of the coating liquid used increases and the utilization efficiency of the coating liquid is extremely low. This problem will become an important consideration in the future when an expensive coating liquid is used, production cost is reduced, waste liquid treatment, etc. are taken into consideration.

【0004】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、塗布液の利用効率を飛躍的に高める
ことができる、基板への塗布液の塗布方法を提供するこ
と、ならびに、その方法を好適に実施することができる
塗布装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a method of applying a coating liquid to a substrate, which can dramatically improve the utilization efficiency of the coating liquid, and It is an object of the present invention to provide a coating apparatus that can suitably carry out the method.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
水平姿勢に保持された基板の表面へ塗布液を供給して基
板の表面全体に塗布液を塗布する、基板への塗布液の塗
布方法において、基板の表面へ塗布液を供給して基板上
に液溜りを形成させた後、基板を平面視で一定の向きに
保持したまま、基板を水平面内において、前記液溜りに
慣性力が働く速度でかつ基板の直径に相当する移動範囲
内で、全方位的に移動させ、基板の動きに追従して前記
液溜りから塗布液を順次流出させて、基板の表面全体に
塗布液を拡げることを特徴とする。
The invention according to claim 1 is
In a method of applying a coating liquid to a substrate, the coating liquid is supplied to the surface of the substrate held in a horizontal position to apply the coating liquid to the entire surface of the substrate. After forming the puddle, while holding the substrate in a fixed direction in plan view, the substrate is kept in a horizontal plane at a speed at which the inertial force acts on the puddle and within a moving range corresponding to the diameter of the substrate. It is characterized in that it is azimuthally moved, and the coating liquid is sequentially discharged from the liquid pool following the movement of the substrate to spread the coating liquid over the entire surface of the substrate.

【0006】請求項2に係る発明は、請求項1記載の塗
布方法において、基板の表面へ供給された塗布液の粘度
が急激に変化しないように、塗布液の溶媒蒸気の雰囲気
中で塗布液の塗布を行うことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the coating method according to the first aspect, the coating liquid is applied in an atmosphere of solvent vapor of the coating liquid so that the viscosity of the coating liquid supplied to the surface of the substrate does not change abruptly. Is applied.

【0007】請求項3に係る発明は、水平姿勢に保持さ
れた基板の表面へ塗布液を供給して基板の表面全体に塗
布液を塗布する、基板への塗布液の塗布装置において、
上面側に基板を水平姿勢に保持し、下面側に円形孔が形
成された基板ステージと、この基板ステージ上に保持さ
れた基板の表面へ塗布液を供給して基板上に液溜りを形
成させる塗布液供給手段と、この基板ステージを水平姿
勢にかつ平面視で一定の向きに保持しつつ水平面内で移
動自在に支持するステージ支持手段と、前記基板ステー
ジの前記円形孔に摺動自在に嵌合する円形駆動板と、こ
の円形駆動板の下面側に、その中心から偏心した位置で
固着され、円形駆動板を水平姿勢に支持する回転支軸
と、この回転支軸を鉛直軸回りに回転させて、前記円形
駆動板を、回転支軸を中心として円運動させる回転モー
タと、を備えたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an apparatus for applying a coating liquid to a substrate, wherein the coating liquid is supplied to the surface of the substrate held in a horizontal position to coat the entire surface of the substrate with the coating liquid.
The substrate is held horizontally on the upper surface side, and the coating liquid is supplied to the substrate stage having the circular hole formed on the lower surface side and the surface of the substrate held on the substrate stage to form a liquid pool on the substrate. Coating liquid supply means, stage support means for supporting the substrate stage in a horizontal posture and in a fixed direction in plan view, and movably supporting it in a horizontal plane, and slidably fitted in the circular hole of the substrate stage. A circular drive plate that fits together, a rotary support shaft that is fixed to the lower surface side of the circular drive plate at a position that is eccentric from the center, and that supports the circular drive plate in a horizontal posture, and that rotates about a vertical axis. The circular drive plate is provided with a rotary motor that makes a circular motion about a rotary spindle.

【0008】請求項4に係る発明は、水平姿勢に保持さ
れた基板の表面へ塗布液を供給して基板の表面全体に塗
布液を塗布する、基板への塗布液の塗布装置において、
上面側に基板を水平姿勢に保持する基板ステージと、こ
の基板ステージ上に保持された基板の表面へ塗布液を供
給して基板上に液溜りを形成させる塗布液供給手段と、
この基板ステージを水平姿勢にかつ平面視で一定の向き
に保持しつつ水平面内で移動自在に支持するステージ支
持手段と、前記基板ステージに係合し、基板ステージを
水平面内で移動させるリニアモータと、このリニアモー
タの移動軌跡および速度を制御するコントローラと、を
備えたことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for applying a coating liquid to a substrate, wherein the coating liquid is supplied to the surface of the substrate held in a horizontal position to coat the entire surface of the substrate with the coating liquid.
A substrate stage that holds the substrate in a horizontal position on the upper surface side, a coating liquid supply unit that supplies the coating liquid to the surface of the substrate held on the substrate stage to form a liquid pool on the substrate,
A stage support means for movably supporting the substrate stage in a horizontal plane while holding the substrate stage in a horizontal posture and in a fixed direction in a plan view; and a linear motor for engaging the substrate stage and moving the substrate stage in the horizontal plane. And a controller for controlling the movement locus and speed of the linear motor.

【0009】請求項1に係る発明の塗布方法によると、
表面に塗布液が供給された基板は、平面視で一定の向き
に保持されたまま移動するので、基板上の塗布液に対し
遠心力が働くことはない。したがって、基板上へ供給さ
れた塗布液が遠心力によって基板の周辺部から周囲へ飛
散する、といったことがない。また、基板の表面へ塗布
液が供給されて基板上に形成された液溜りには、基板を
水平面内において或る程度の高速で移動させると、その
位置に留まろうとする慣性力が働く。一方、図5に正面
側から見た模式図を示すように、基板W上で液溜り1を
形成する塗布液の一部は、慣性力に打ち勝ち基板Wの動
きに追従して、基板Wの表面に被着した状態で液溜り1
から順次流出し、薄膜状の塗布液2が液溜り1の周囲へ
徐々に拡がっていく。そして、基板Wを水平面内におい
て全方位的に移動させることにより、例えば図6に平面
図を示すように、実線で示す基板Wの中心部に塗布液が
供給されて液溜り1が形成された場合には、それぞれ二
点鎖線で示すように基板Wを前後左右へ、図示していな
いがさらには斜め方向へ繰り返し水平面内で移動させる
ことにより、基板Wの表面全体に塗布液が拡がる。一
方、基板は、その直径に相当する移動範囲内で移動する
だけであるので、例えば図6により説明すると、実線で
示した基準位置から基板Wを前方、後方、左方向および
右方向へそれぞれ基板Wの半径程度ずつ、さらには斜め
方向へも基準位置から基板Wの半径程度ずつ、従って、
前後方向および左右方向ならびに斜め方向へそれぞれ基
板Wの直径程度の距離間を移動するだけであるので、液
溜り1の周囲へ拡がった塗布液が基板Wの周辺部から流
れ落ちる、といったことがない。
According to the coating method of the invention of claim 1,
Since the substrate having the surface coated with the coating liquid moves while being held in a fixed direction in a plan view, centrifugal force does not act on the coating liquid on the substrate. Therefore, the coating liquid supplied onto the substrate does not scatter from the peripheral portion of the substrate to the periphery due to the centrifugal force. Further, when the substrate is moved at a certain high speed in a horizontal plane, an inertial force acts on the liquid pool formed on the substrate by supplying the coating liquid to the surface of the substrate so as to stay at that position. On the other hand, as shown in the schematic view seen from the front side in FIG. 5, a part of the coating liquid forming the liquid pool 1 on the substrate W overcomes the inertial force and follows the movement of the substrate W, and Liquid pool on the surface 1
And the thin film-shaped coating liquid 2 gradually spreads around the liquid pool 1. Then, by moving the substrate W omnidirectionally in the horizontal plane, as shown in the plan view of FIG. 6, for example, the coating liquid is supplied to the central portion of the substrate W indicated by the solid line to form the liquid pool 1. In this case, the coating liquid is spread over the entire surface of the substrate W by repeatedly moving the substrate W back and forth, right and left, and further in an oblique direction (not shown) as indicated by the two-dot chain line, respectively. On the other hand, since the substrate only moves within the movement range corresponding to the diameter thereof, for example, referring to FIG. 6, the substrate W is moved forward, backward, leftward and rightward from the reference position shown by the solid line. About the radius of W, and also about the radius of the substrate W from the reference position even in the diagonal direction,
Since only the distance of about the diameter of the substrate W is moved in the front-rear direction, the left-right direction, and the oblique direction, the coating liquid spreading around the liquid pool 1 does not flow down from the peripheral portion of the substrate W.

【0010】上記したとおり、この塗布方法では、基板
面における塗布液の塗布領域が、基板上に形成された液
溜りの初期位置と基板の移動範囲とで決まり、基板の移
動範囲と移動速度とを適切に設定することにより、塗布
領域を基板面内に限定することが可能になり、塗布液の
利用効率を原理的にはほぼ100%とすることができ
る。
As described above, in this coating method, the coating area of the coating liquid on the substrate surface is determined by the initial position of the liquid pool formed on the substrate and the moving range of the substrate, and the moving range and moving speed of the substrate By appropriately setting, it becomes possible to limit the coating region to within the substrate surface, and in principle the utilization efficiency of the coating liquid can be made to be almost 100%.

【0011】請求項2に係る発明の塗布方法では、塗布
液の溶媒蒸気の雰囲気中で塗布液の塗布が行われるの
で、基板の表面へ供給された塗布液の粘度が急激に高く
なるようなことは起こらない。このため、基板の表面へ
供給された塗布液の流動性が無くなって基板上で塗布液
が拡がらなくなる、といったことが防止される。
In the coating method according to the second aspect of the present invention, the coating liquid is coated in the atmosphere of the solvent vapor of the coating liquid, so that the viscosity of the coating liquid supplied to the surface of the substrate suddenly increases. Things will not happen. Therefore, it is prevented that the fluidity of the coating liquid supplied to the surface of the substrate is lost and the coating liquid does not spread on the substrate.

【0012】請求項3に係る発明の塗布装置において
は、塗布液供給手段により、基板ステージの上面側に保
持された基板の表面へ塗布液が供給されて、基板上に液
溜りが形成される。続いて、回転モータにより回転支軸
が鉛直軸回りに回転させられて、円形駆動板が、回転支
軸を中心として円運動させられる。円形駆動板が、その
中心から偏心した点を中心として水平面内で円運動する
ことにより、下面側の円形孔が円形駆動板に摺動自在に
嵌合した基板ステージが、ステージ支持手段によって水
平姿勢にかつ平面視で一定の向きに保持された状態で、
水平面内において移動させられ、基板ステージ上の基板
も水平面内で移動する。以上のような動作により、請求
項1に係る発明の塗布方法を実施することが可能とな
り、上記した作用が奏される。
In the coating apparatus according to the third aspect of the present invention, the coating liquid is supplied to the surface of the substrate held on the upper surface side of the substrate stage by the coating liquid supply means to form a liquid pool on the substrate. . Then, the rotation motor rotates the rotation support shaft about the vertical axis, and the circular drive plate is moved circularly about the rotation support shaft. The circular drive plate moves circularly in a horizontal plane about a point eccentric from the center, so that the substrate stage in which the circular hole on the lower surface side is slidably fitted to the circular drive plate is horizontally supported by the stage support means. And held in a fixed orientation in plan view,
It is moved in the horizontal plane, and the substrate on the substrate stage also moves in the horizontal plane. With the operation as described above, the coating method of the invention according to claim 1 can be carried out, and the above-described operation is achieved.

【0013】請求項4に係る発明の塗布装置において
は、塗布液供給手段により、基板ステージの上面側に保
持された基板の表面へ塗布液が供給されて、基板上に液
溜りが形成される。続いて、リニアモータが駆動させら
れ、コントローラによりリニアモータの移動軌跡および
速度が制御される。そして、リニアモータに係合した基
板ステージが、ステージ支持手段によって水平姿勢にか
つ平面視で一定の向きに保持された状態で、水平面内に
おいて移動させられ、基板ステージ上の基板も水平面内
で移動する。以上のような動作により、請求項1に係る
発明の塗布方法を実施することが可能となり、上記した
作用が奏される。
In the coating apparatus of the fourth aspect of the present invention, the coating liquid is supplied to the surface of the substrate held on the upper surface side of the substrate stage by the coating liquid supply means to form a liquid pool on the substrate. . Then, the linear motor is driven, and the movement trajectory and speed of the linear motor are controlled by the controller. Then, the substrate stage engaged with the linear motor is moved in the horizontal plane while being held in a horizontal posture by the stage support means in a fixed direction in a plan view, and the substrate on the substrate stage is also moved in the horizontal plane. To do. With the operation as described above, the coating method of the invention according to claim 1 can be carried out, and the above-described operation is achieved.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について図面を参照しながら説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1および図2は、この発明に係る基板へ
の塗布液の塗布方法を実施するために使用される塗布装
置の概略構成の1例を示し、図1は、要部の平面図であ
り、図2は、要部の縦断面図である。
1 and 2 show an example of a schematic structure of a coating apparatus used for carrying out a method of coating a coating liquid on a substrate according to the present invention, and FIG. 1 is a plan view of a main portion. 2 is a vertical cross-sectional view of the main part.

【0016】この塗布装置は、平面形状が矩形状をなし
上面側に基板Wを水平姿勢に保持する基板ステージ10
を備えている。基板ステージ10の下面側には、その一
辺の長さ寸法より少し小さい直径を有する円形孔12が
形成されている。基板ステージ10の外側には、それを
取り囲むように矩形状の支持枠筐体14が配設されてい
る。基板ステージ10の4つの稜角部には、それぞれ引
っ張りコイルばね等の伸縮部材16の一端部が固着され
ており、各伸縮部材16の他端部が支持枠筐体14の各
隅部にそれぞれ固着されていて、基板ステージ10と支
持枠筐体14とが4本の伸縮部材16を介して連結され
ている。そして、基板ステージ10は、支持枠筐体14
および伸縮部材16により、水平姿勢に支持され、か
つ、平面視で一定の向きに保持されつつ水平面内で移動
自在に支持されている。
In this coating apparatus, the substrate stage 10 has a rectangular planar shape and holds the substrate W in a horizontal posture on the upper surface side.
Is equipped with. A circular hole 12 having a diameter slightly smaller than the length dimension of one side is formed on the lower surface side of the substrate stage 10. A rectangular support frame housing 14 is arranged outside the substrate stage 10 so as to surround it. One end of a stretchable member 16 such as a tension coil spring is fixed to each of the four ridges of the substrate stage 10, and the other end of each stretchable member 16 is fixed to each corner of the support frame housing 14. The substrate stage 10 and the support frame housing 14 are connected to each other via the four elastic members 16. Then, the substrate stage 10 includes the support frame housing 14
Further, it is supported in a horizontal posture by the elastic member 16 and is supported so as to be movable in a horizontal plane while being held in a fixed direction in a plan view.

【0017】基板ステージ10の円形孔12の内周面に
は、円形孔12の直径に相当する外径を有するベアリン
グ18が取着されている。ベアリング18の内周面に
は、ベアリング18の内径に相当する直径を有する円形
駆動板20が嵌着されている。そして、円形駆動板20
は、基板ステージ10の円形孔12に対しベアリング1
8を介して摺動可能に構成されている。
A bearing 18 having an outer diameter corresponding to the diameter of the circular hole 12 is attached to the inner peripheral surface of the circular hole 12 of the substrate stage 10. A circular drive plate 20 having a diameter corresponding to the inner diameter of the bearing 18 is fitted on the inner peripheral surface of the bearing 18. Then, the circular drive plate 20
Is the bearing 1 for the circular hole 12 of the substrate stage 10.
It is configured to be slidable via 8.

【0018】円形駆動板20の下面側には、その中心か
ら偏心した位置に回転モータ22の回転軸24の上端部
が固着されている。回転モータ22は、支持枠筐体14
の内側に固着された筐体支持部材26に固定されてい
る。そして、円形駆動板20は、回転軸24によって水
平姿勢に支持され、回転モータ22の回転軸24が鉛直
軸回りに回転することにより、円形駆動板20が回転軸
24を中心として円運動するような構成となっている。
回転モータ22の回転軸24は、回転モータ22の下側
に延設されており、回転軸24の下端部にバランサ28
が固着されている。バランサ28は、円形駆動板20と
同一形状を有しており、回転モータ22の中心点に対し
円形駆動板20と点対称となるように回転軸24に固着
されている。そして、円形駆動板20が円運動するとき
に、バランサ28が対称的に円運動して、装置全体の振
動が抑えられるようになっている。
On the lower surface side of the circular drive plate 20, the upper end of the rotary shaft 24 of the rotary motor 22 is fixed at a position eccentric from the center thereof. The rotary motor 22 includes the support frame housing 14
It is fixed to the housing support member 26 fixed to the inside of the. The circular drive plate 20 is supported in a horizontal posture by the rotary shaft 24, and the rotary shaft 24 of the rotary motor 22 rotates about the vertical axis so that the circular drive plate 20 moves circularly about the rotary shaft 24. It has become a structure.
The rotary shaft 24 of the rotary motor 22 is extended below the rotary motor 22, and a balancer 28 is provided at the lower end of the rotary shaft 24.
Is stuck. The balancer 28 has the same shape as the circular drive plate 20, and is fixed to the rotary shaft 24 so as to be point-symmetrical to the circular drive plate 20 with respect to the center point of the rotary motor 22. When the circular drive plate 20 circularly moves, the balancer 28 symmetrically circularly moves, and vibration of the entire apparatus is suppressed.

【0019】上記構成の装置において、回転モータ22
の回転軸24が回転することにより、円形駆動板20
(およびバランサ28)が回転軸24を中心として水平
面内で円運動すると、その円運動の中心(回転軸24の
軸心)は、円形駆動板20の中心から偏心しているた
め、円形駆動板20とベアリング18を介して係合した
基板ステージ10が水平面内で移動する。このとき、基
板ステージ10は、支持枠筐体14および伸縮部材16
によって平面視で一定の向きに保持されように支持され
ているため、図3中に二点鎖線で示すように移動する
(基板ステージ10の中心点Oの移動軌跡を図3中に一
点鎖線Aで示す)。そして、基板ステージ10上に保持
された基板Wも、図3中に二点鎖線で示すように水平面
内で移動することになる。このときの基板Wの移動範囲
を図3中に一点鎖線Bで示しているが、基板Wの移動範
囲は、基板Wの直径に相当する程度とされ、基板Wの直
径より大きくされることはない。
In the apparatus having the above structure, the rotary motor 22
By rotating the rotary shaft 24 of the circular drive plate 20.
When (and the balancer 28) circularly moves in the horizontal plane about the rotary shaft 24, the center of the circular motion (axis center of the rotary shaft 24) is eccentric from the center of the circular drive plate 20. The substrate stage 10 engaged with the bearing 18 moves in the horizontal plane. At this time, the substrate stage 10 includes the support frame housing 14 and the elastic member 16.
Since it is supported so as to be held in a fixed direction in a plan view, it moves as shown by a chain double-dashed line in FIG. 3 (the movement locus of the center point O of the substrate stage 10 is shown by a chain line A in FIG. ). Then, the substrate W held on the substrate stage 10 also moves in the horizontal plane as shown by the chain double-dashed line in FIG. The movement range of the substrate W at this time is shown by the one-dot chain line B in FIG. 3, but the movement range of the substrate W is set to a degree corresponding to the diameter of the substrate W, and is not made larger than the diameter of the substrate W. Absent.

【0020】また、図示していないが、基板ステージ1
0に保持された基板Wの上方には、例えば図1に示す初
期状態で保持された基板Wの中心点の延長線上の位置に
塗布液、例えばレジストの供給ノズルが配設されてい
る。レジスト供給ノズルには、下面側に1つまたは複数
の吐出口が形設されており、レジスト供給ノズルは、レ
ジスト供給管を通してレジスト供給部に接続されてい
る。
Although not shown, the substrate stage 1
Above the substrate W held at 0, for example, a nozzle for supplying a coating liquid, such as a resist, is arranged at a position on an extension line of the center point of the substrate W held in the initial state shown in FIG. The resist supply nozzle has one or a plurality of discharge ports formed on the lower surface side, and the resist supply nozzle is connected to the resist supply unit through a resist supply pipe.

【0021】次に、上記した塗布装置を使用して基板W
の表面にレジストを塗布する操作の1例について説明す
る。
Next, the substrate W is formed by using the above coating apparatus.
An example of the operation of applying the resist to the surface of the will be described.

【0022】まず、レジスト供給ノズルから基板ステー
ジ10の上面側に保持された基板Wの表面の中心へレジ
ストを供給して、基板W上にレジストの液溜りを形成す
る。続いて、回転モータ22を駆動させ、上記した動作
によって基板ステージ10上の基板Wを水平面内で移動
させる。このとき、基板Wは、平面視で一定の向きに保
持されたまま移動するので、基板W上のレジストに対し
遠心力が働くことはなく、基板W上へ供給されたレジス
トが遠心力によって基板Wの周辺部から周囲へ飛散する
ことはない。また、基板Wを水平面内において適切な速
度で移動させると、基板W上の液溜りには、その位置に
留まろうとする慣性力が働くが、液溜りを形成するレジ
ストの一部は、慣性力に打ち勝って、基板Wの表面に薄
膜状に被着した状態で基板Wと一緒になって液溜りの位
置から移動する。この結果、液溜りからレジストが順次
引き出され、レジストによって薄膜状に覆われる基板W
の領域が徐々に拡がっていく。そして、最終的に液溜り
が平坦化されて基板Wの表面全体にレジストが拡がり、
基板Wの表面全体に均一な膜厚のレジスト膜が形成され
る。この間、基板Wは、図3中に一点鎖線Bで示した移
動範囲内で移動するだけであるので、液溜りの周囲へ拡
がったレジストが基板Wの周辺部から流れ落ちることが
ない。
First, resist is supplied from the resist supply nozzle to the center of the surface of the substrate W held on the upper surface side of the substrate stage 10 to form a resist reservoir on the substrate W. Then, the rotation motor 22 is driven to move the substrate W on the substrate stage 10 in the horizontal plane by the above-described operation. At this time, since the substrate W moves while being held in a fixed direction in a plan view, centrifugal force does not act on the resist on the substrate W, and the resist supplied onto the substrate W is caused by the centrifugal force. It does not scatter from the periphery of W to the surroundings. Further, when the substrate W is moved at an appropriate speed in the horizontal plane, the liquid pool on the substrate W is subjected to an inertial force that tries to stay at that position, but a part of the resist forming the liquid pool is It overcomes the force and moves together with the substrate W in a state of being deposited on the surface of the substrate W in a thin film form, from the position of the liquid pool. As a result, the resist is sequentially drawn from the liquid pool, and the substrate W is covered with the resist in a thin film shape.
Area gradually expands. Finally, the liquid pool is flattened and the resist spreads over the entire surface of the substrate W,
A resist film having a uniform film thickness is formed on the entire surface of the substrate W. During this time, the substrate W only moves within the movement range shown by the alternate long and short dash line B in FIG.

【0023】なお、上記した塗布操作は、レジストの溶
媒蒸気の雰囲気中で行うことが好ましい。このようにす
ると、基板Wの表面へ供給されたレジストの粘度が急激
に高くなるようなことは起こらないので、基板Wの表面
へ供給されたレジストの流動性が無くなって基板W上で
レジストが拡がらなくなる、といったことが防止され
る。
The coating operation described above is preferably performed in an atmosphere of solvent vapor of the resist. In this case, the viscosity of the resist supplied to the surface of the substrate W does not suddenly increase, so that the fluidity of the resist supplied to the surface of the substrate W is lost and the resist on the substrate W is not removed. It is prevented that it does not spread.

【0024】次に、図4は、この発明に係る塗布方法を
実施するために使用される塗布装置の別の構成例を示す
要部の概略縦断面図である。この塗布装置は、2台のリ
ニアモータ30を背中合せに連結して駆動部が構成され
ている。図中の符号32が駆動コイルであり、この駆動
コイル32は、支持枠筐体34に固着された筐体支持部
材36に固定されている。また、符号38、40は、そ
れぞれリニアモータ30の移動子であり、上側の移動子
38には、上面側に基板Wを保持する基板ステージ42
が取着され、下側の移動子40にはバランサ44が取着
されている。上側の移動子38と下側の移動子40と
は、駆動コイル32の中心点に対し互いに点対称の位置
関係となるように連動して移動する。基板ステージ42
およびバランサ44は、それぞれ複数の伸縮部材46、
48を介して支持枠筐体34に連結されている。そし
て、基板ステージ42は、支持枠筐体34および伸縮部
材46により、水平姿勢に支持され、かつ、平面視で一
定の向きに保持されつつ水平面内で移動自在に支持され
ている。リニアモータ30は、その移動軌跡および速度
がコンピュータ制御されるようになっている。また、図
示していないが、基板ステージ42に保持された基板W
の上方には、レジストの供給ノズルが配設されている。
Next, FIG. 4 is a schematic vertical cross-sectional view of the essential parts showing another example of the construction of a coating apparatus used for carrying out the coating method according to the present invention. In this coating apparatus, two linear motors 30 are connected back to back to form a drive unit. Reference numeral 32 in the drawing is a drive coil, and the drive coil 32 is fixed to a housing support member 36 fixed to a support frame housing 34. Reference numerals 38 and 40 denote moving elements of the linear motor 30, respectively. The upper moving element 38 has a substrate stage 42 that holds the substrate W on the upper surface side.
And a balancer 44 is attached to the lower moving element 40. The mover 38 on the upper side and the mover 40 on the lower side move in an interlocking manner so as to have a positional relationship of point symmetry with respect to the center point of the drive coil 32. Substrate stage 42
The balancer 44 includes a plurality of elastic members 46,
It is connected to the support frame housing 34 via 48. The substrate stage 42 is supported in a horizontal posture by the support frame housing 34 and the expansion / contraction member 46, and is supported so as to be movable in a horizontal plane while being held in a fixed direction in plan view. The linear motor 30 is designed such that its movement locus and speed are computer-controlled. Although not shown, the substrate W held by the substrate stage 42
A resist supply nozzle is disposed above the.

【0025】図4に示した構成の塗布装置においては、
リニアモータ30の移動軌跡および速度をコンピュータ
制御することにより、基板ステージ42に保持された基
板Wを水平面内で所望通りに移動させることができ、図
1および図2に示した塗布装置と同様の塗布操作を容易
に行うことができる。
In the coating apparatus having the structure shown in FIG. 4,
By controlling the movement locus and speed of the linear motor 30 by computer, the substrate W held by the substrate stage 42 can be moved as desired in the horizontal plane, and the same coating device as shown in FIGS. 1 and 2 can be used. The coating operation can be easily performed.

【0026】なお、この発明に係る塗布方法を実施する
ための塗布装置は、図1ないし図4に示した構成以外の
ものであってもよい。例えば、X方向に往復移動するス
テージとY方向に往復移動するステージとを組み合わせ
たX−Yステージを利用した装置構成などによっても、
上記と同様の塗布操作を行うことが可能である。また、
この発明に係る塗布方法によると、基板の有効領域にの
み塗布液を塗布することが可能であるため、基板の周縁
部を把持するメカニカルチャックを使用して基板ステー
ジ上に基板を保持することができる。このようなメカニ
カルチャックを利用することにより、基板の裏面が基板
ステージと接触して基板裏面にパーティクルが付着す
る、といったことを避けることができる。
The coating apparatus for carrying out the coating method according to the present invention may have a structure other than that shown in FIGS. For example, according to an apparatus configuration using an XY stage in which a stage that reciprocates in the X direction and a stage that reciprocates in the Y direction are combined,
The same coating operation as above can be performed. Also,
According to the coating method of the present invention, since the coating liquid can be coated only on the effective region of the substrate, it is possible to hold the substrate on the substrate stage using a mechanical chuck that holds the peripheral edge of the substrate. it can. By using such a mechanical chuck, it is possible to avoid that the back surface of the substrate comes into contact with the substrate stage and particles adhere to the back surface of the substrate.

【0027】[0027]

【発明の効果】請求項1に係る発明の基板へのレジスト
の塗布方法によると、レジストの利用効率を飛躍的に高
めることができる。
According to the method of coating a resist on a substrate of the invention of claim 1, the utilization efficiency of the resist can be dramatically improved.

【0028】請求項2に係る発明の塗布方法では、基板
の表面へ供給された塗布液の流動性が無くなって基板上
で塗布液が拡がらなくなる、といったことを防止するこ
とができる。
In the coating method of the second aspect of the invention, it is possible to prevent the fluidity of the coating liquid supplied to the surface of the substrate from disappearing and the coating liquid from spreading on the substrate.

【0029】請求項3および請求項4に係る各発明の塗
布装置を使用すると、請求項1に係る発明の塗布方法を
好適に実施することができ、上記した効果が得られる。
By using the coating apparatus according to the third and fourth aspects of the invention, the coating method according to the first aspect of the invention can be preferably carried out and the above-mentioned effects can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に係る基板への塗布液の塗布方法を実
施するために使用される塗布装置の概略構成の1例を示
す要部平面図である。
FIG. 1 is a plan view of essential parts showing an example of a schematic configuration of a coating apparatus used for carrying out a method of coating a coating liquid on a substrate according to the present invention.

【図2】図1に示した装置の要部縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an essential part of the device shown in FIG.

【図3】図1および図2に示した塗布装置における動作
を説明するための要部平面図である。
FIG. 3 is a plan view of relevant parts for explaining the operation of the coating apparatus shown in FIGS. 1 and 2.

【図4】この発明に係る塗布方法を実施するために使用
される塗布装置の別の構成例を示す要部の概略縦断面図
である。
FIG. 4 is a schematic vertical cross-sectional view of a main part showing another configuration example of a coating apparatus used for carrying out the coating method according to the present invention.

【図5】この発明に係る塗布方法における作用を説明す
るための図であって基板を正面側から見た模式図であ
る。
FIG. 5 is a view for explaining the operation of the coating method according to the present invention, which is a schematic view of the substrate as seen from the front side.

【図6】同じく基板を上から見た模式図である。FIG. 6 is a schematic view of the substrate as seen from above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

W 基板 10 基板ステージ 12 基板ステージ下面側の円形孔 14、34 支持枠筐体 16、46、48 伸縮部材 18 ベアリング 20 円形駆動板 22 回転モータ 24 回転モータの回転軸 26、36 筐体支持部材 28、44 バランサ 30 リニアモータ 32 リニアモータの駆動コイル 38、40 リニアモータの移動子 W board 10 substrate stage 12 Circular hole on the bottom side of the substrate stage 14, 34 Support frame housing 16,46,48 Elastic member 18 bearings 20 circular drive plate 22 rotary motor 24 Rotational axis of rotary motor 26, 36 Case support member 28,44 Balancer 30 linear motor 32 Linear motor drive coil 38, 40 Linear motor mover

フロントページの続き (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 AB16 AB17 EA05 4D075 AC64 AC66 AC79 AC93 AC94 BB14Y CA47 DA08 DB13 DB14 DC22 DC24 DC27 EA07 EA45 EB39 4F042 AA07 BA04 BA08 DD02 DD17 5F046 JA02 JA05 JA09 JA11 Continued front page    (72) Inventor Mitsunobu Matsunaga             4-chome Tenjin, which runs up to Teranouchi, Horikawa-dori, Kamigyo-ku, Kyoto             1 Kitamachi No. 1 Dai Nippon Screen Manufacturing Co., Ltd.             Inside the company F term (reference) 2H025 AA00 AB16 AB17 EA05                 4D075 AC64 AC66 AC79 AC93 AC94                       BB14Y CA47 DA08 DB13                       DB14 DC22 DC24 DC27 EA07                       EA45 EB39                 4F042 AA07 BA04 BA08 DD02 DD17                 5F046 JA02 JA05 JA09 JA11

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水平姿勢に保持された基板の表面へ塗布
液を供給して基板の表面全体に塗布液を塗布する、基板
への塗布液の塗布方法において、 基板の表面へ塗布液を供給して基板上に液溜りを形成さ
せた後、基板を平面視で一定の向きに保持したまま、基
板を水平面内において、前記液溜りに慣性力が働く速度
でかつ基板の直径に相当する移動範囲内で、全方位的に
移動させ、基板の動きに追従して前記液溜りから塗布液
を順次流出させて、基板の表面全体に塗布液を拡げるこ
とを特徴とする、基板への塗布液の塗布方法。
1. A method for applying a coating liquid to a substrate, which comprises supplying the coating liquid to the surface of a substrate held in a horizontal position to apply the coating liquid to the entire surface of the substrate. After forming the liquid pool on the substrate, the substrate is moved in the horizontal plane at a speed at which the inertial force acts on the liquid pool and corresponding to the diameter of the substrate while holding the substrate in a fixed direction in plan view. Within a range, the coating solution is moved in all directions, and the coating solution is sequentially discharged from the liquid pool following the movement of the substrate to spread the coating solution on the entire surface of the substrate. How to apply.
【請求項2】 基板の表面へ供給された塗布液の粘度が
急激に変化しないように、塗布液の溶媒蒸気の雰囲気中
で塗布液の塗布が行われる請求項1記載の、基板への塗
布液の塗布方法。
2. The coating on the substrate according to claim 1, wherein the coating is applied in an atmosphere of solvent vapor of the coating so that the viscosity of the coating supplied to the surface of the substrate does not change rapidly. Liquid application method.
【請求項3】 水平姿勢に保持された基板の表面へ塗布
液を供給して基板の表面全体に塗布液を塗布する、基板
への塗布液の塗布装置において、 上面側に基板を水平姿勢に保持し、下面側に円形孔が形
成された基板ステージと、 この基板ステージ上に保持された基板の表面へ塗布液を
供給して基板上に液溜りを形成させる塗布液供給手段
と、 この基板ステージを水平姿勢にかつ平面視で一定の向き
に保持しつつ水平面内で移動自在に支持するステージ支
持手段と、 前記基板ステージの前記円形孔に摺動自在に嵌合する円
形駆動板と、 この円形駆動板の下面側に、その中心から偏心した位置
で固着され、円形駆動板を水平姿勢に支持する回転支軸
と、 この回転支軸を鉛直軸回りに回転させて、前記円形駆動
板を、回転支軸を中心として円運動させる回転モータ
と、を備えたことを特徴とする、基板への塗布液の塗布
装置。
3. An apparatus for applying a coating liquid to a substrate, wherein the coating liquid is supplied to the surface of the substrate held in a horizontal posture to apply the coating liquid to the entire surface of the substrate. A substrate stage that holds and has a circular hole formed on the lower surface side, a coating liquid supply unit that supplies a coating liquid to the surface of the substrate held on the substrate stage to form a liquid pool on the substrate, and this substrate Stage supporting means for movably supporting in a horizontal plane while holding the stage in a horizontal posture and in a fixed direction in plan view; and a circular drive plate slidably fitted in the circular hole of the substrate stage, A rotary support shaft that is fixed to the lower surface of the circular drive plate at a position eccentric from the center of the circular drive plate and supports the circular drive plate in a horizontal posture, and the rotary drive shaft is rotated about a vertical axis to rotate the circular drive plate. , Circular movement centering on the rotation spindle A rotation motor for rotating the substrate, and a device for coating a substrate with a coating liquid.
【請求項4】 水平姿勢に保持された基板の表面へ塗布
液を供給して基板の表面全体に塗布液を塗布する、基板
への塗布液の塗布装置において、 上面側に基板を水平姿勢に保持する基板ステージと、 この基板ステージ上に保持された基板の表面へ塗布液を
供給して基板上に液溜りを形成させる塗布液供給手段
と、 この基板ステージを水平姿勢にかつ平面視で一定の向き
に保持しつつ水平面内で移動自在に支持するステージ支
持手段と、 前記基板ステージに係合し、基板ステージを水平面内で
移動させるリニアモータと、 このリニアモータの移動軌跡および速度を制御するコン
トローラと、を備えたことを特徴とする、基板への塗布
液の塗布装置。
4. An apparatus for applying a coating liquid to a substrate, wherein the coating liquid is supplied to the surface of the substrate held in a horizontal posture to apply the coating liquid to the entire surface of the substrate. A substrate stage for holding, a coating liquid supply means for supplying a coating liquid to the surface of the substrate held on the substrate stage to form a liquid pool on the substrate, and the substrate stage in a horizontal position and constant in plan view. Stage supporting means for movably supporting it in a horizontal plane while holding it in a horizontal direction, a linear motor that engages with the substrate stage and moves the substrate stage in the horizontal plane, and controls the movement locus and speed of this linear motor. An apparatus for applying a coating liquid onto a substrate, comprising: a controller.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006108433A (en) * 2004-10-06 2006-04-20 Sharp Corp Manufacturing method of semiconductor device
JP2011504659A (en) * 2007-11-22 2011-02-10 アジア パシフィック システムズ インコーポレイテッド Substrate rotation swing device for rapid thermal processing

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