JP2642434B2 - 塗布装置 - Google Patents

塗布装置

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JP2642434B2
JP2642434B2 JP63208343A JP20834388A JP2642434B2 JP 2642434 B2 JP2642434 B2 JP 2642434B2 JP 63208343 A JP63208343 A JP 63208343A JP 20834388 A JP20834388 A JP 20834388A JP 2642434 B2 JP2642434 B2 JP 2642434B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/08Spreading liquid or other fluent material by manipulating the work, e.g. tilting

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  • Coating Apparatus (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、塗布装置の技術に関し、特に、半導体ウエ
ハあるいはマスク基板等におけるレジスト材の塗布膜を
均一にするための塗布装置に適用して有効な技術に関す
る。
[従来の技術] この種のレジストの塗布に関する技術としては、回転
状態の半導体ウエハに対してノズルよりレジスト液を滴
下し、回転遠心力によってウエハ全面にレジスト液を拡
げて塗布する、いわゆる回転塗布装置による塗布技術が
知られている(たとえば、特開昭51−114877号公報記
載)。
ところで、このような塗布技術において、精密な配線
パターンを実現するためには、半導体ウエハ上のレジス
ト液の均一な塗布が必要とされ、このためには、たとえ
ばノズルから滴下されるレジスト液が常に一定の粘度に
維持されていることが一条件とされる。
すなわち、ノズルによるレジスト液の塗布停止時から
塗布開始時までの塗布待機時間が比較的長時間になる
と、レジスト液の粘度特性などがその溶剤の揮発により
変化し、この変化によりレジスト液の均一な塗布が妨げ
られる。
そこで、ノズルの塗布待機時間が一定時間経過する
と、そのレジスト液を一定量強制的に排出させる、いわ
ゆる「空出し」を行う技術が考えられている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、前記した「空出し」を行う技術におい
ては、塗布待機時間が予め設定された一定の設定時間を
経過すると、その塗布待機時間の長短にかかわらず、レ
ジスト液が強制的に一定量排出される。
このため、たとえばノズルの塗布待機時間が設定時間
より長かった場合において、ノズルから排出されるレジ
スト液の排出量が少な目に設定されていると、レジスト
液の粘度特性などの変化に十分対応できず、レジスト材
の塗布が不均一とされる。
他方、ノズルの塗布待機時間が設定時間より短かった
場合において、ノズルから排出されるレジスト液の排出
量が多め目に設定されていると、レジスト材の塗布の均
一化に対して不必要なレジスト液までが排出され、レジ
スト液が無駄になる。
本発明の目的は、塗布待機時間の長短に対応した最適
量の塗布液を排出させることができ、塗布の均一化を図
ることができる塗布装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。
[課題を解決するための手段] 本願において開示される発明のうち、代表的なものの
概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
すなわち、ノズルから被塗布物に供給されて塗布され
る塗布液の特性変化の防止のために、ノズルから供給さ
れる塗布液が強制的に排出される塗布装置であって、前
記ノズルから強制的に排出される塗布液の排出量が該ノ
ズルによる塗布停止時から塗布開始時までの塗布待機時
間に対応して変化されるものである。
[作用] 前記した手段によれば、前記ノズルから強制的に排出
される塗布液の排出量が塗布待機時間に対応して変化さ
れるため、塗布待機時間の長短に対応した最適量の塗布
液を排出させることができ、塗布の均一化を図ることが
できる。
[実施例] 第1図は本発明の一実施例である塗布装置を示す説明
図、第2図は第1図の塗布装置の配置状態を示す説明
図、第3図は第1図の塗布装置のメモリに記憶されてい
る塗布待機時間と塗布液の排出量との関係を示す図、第
4図は第1図の塗布装置の動作説明図である。
第1図に示すように、本実施例の塗布装置1は、スピ
ンヘッド2が内設されたチャンバ3と、スピンヘッド2
の上方に延設されたノズルアーム4とを備えている。
前記チャンバ3は、上面が開口された偏平円筒形状と
され、スピンヘッド2が内設されている。
スピンヘッド2の上面には、真空吸着口5が形成さ
れ、該スピンヘッド2は、チャンベ3外に配置されたモ
ータ6等の回転駆動源により所定の高速状態で回転可能
とされている。
前記ノズルアーム4は、軸芯部7を中心に所定角度範
囲での回動が可能な構造とされている。
ノズルアーム4の先端には、スピンヘッド2側に向か
って垂設されたノズル8が装備され、このノズル8に
は、流路9が接続されている。
流路9には、ベローズポンプ等の送り出しポンプ10が
介在され、このポンプ10を通じて塗布液槽11内のレジス
ト液(塗布液)がノズル8に送り出される構造とされて
いる。
第2図に示すように、チャンバ3の側方には、排出液
槽12が配置され、ノズル8がノズルアーム4の回動によ
りスピンヘッド2の上方と排出液槽12との間を移動可能
とされている。
そして、ノズル8が排出液槽12の上方に移動され、ポ
ンプ10が駆動されることによりノズル8内に残留するレ
ジスト液が排出液槽12に強制的に排出される構造、すな
わち「空出し」が行われる構造とされている。
また、そのレジスト液の排出量は、排出量制御機構13
によって制御される。
排出量制御機構13は、タイマ14(計時手段)とメモリ
15(記憶手段)と制御部16(制御手段)とから構成され
ている。
タイマ14は、ノズル8内に残留するレジスト液の塗布
待機時間、すなわち、第4図に示すように、ノズル8に
よるレジスト液の前回の供給終了時からノズル8による
レジスト液の次回の供給開始時までの塗布待機時間T1
T2,T3をその供給開始時毎に計時するようになってい
る。
また、メモリ15には、第3図に示すように、塗布待機
時間とこの塗布待機時間に夫々対応したレジスト液の最
適な排出量との関係が記憶されている。
このメモリ15に記憶されている最適な排出量は、ノズ
ル8内のレジスト液の粘度変化による塗布の不均一化が
防止され、またその塗布の不均一化の防止に対して不必
要なレジスト液までが排出されることのない数値とされ
ている。
また、制御部16は、前記したタイマ14によって計時さ
れる塗布待機時間と、前記メモリ15によって記憶されて
いるレジスト液の最適な排出量とに基づいてポンプ10の
駆動部に制御信号を送り、そして、ノズル8からレジス
ト液が塗布待機時間に対応した最適な排出量で排出され
るようにポンプ10を作動させるようになっている。
すなわち、第4図に示すように、たとえば塗布待機時
間がT1であるときには、その塗布待機時間T1に対して最
適な排出量N1のレジスト液がノズル8から排出液槽12に
排出され、また塗布待機時間T1よりも長い塗布待機時間
T2に対しては、排出量N1よりも多くその塗布待機時間T2
に対して最適な排出量N2のレジスト液がノズル8から排
出液槽12に排出されるようになっている。
なお、ポンプ10によるレジスト液の排出量の制御は、
たとえばポンプ10の作動時間、回数、移動量等の制御に
よって行われる。
次に、本実施例の作用について説明する。
先ず、チャンバ3内のスピンヘッド2上に回転中心を
位置決めされた半導体ウエハ17(被塗布物)が回路形成
面を上面側にして載置されると、スピンヘッド2の真空
吸着口5より真空吸引が開始され、半導体ウエハ17がス
ピンヘッド2の上面に密着される。
次いで、モータ6の駆動によりスピンヘッド2が高速
回転され、このスピンヘッド2が安定した高速回転状態
とされると、ポンプ10が作動され、半導体ウエハ17の回
転中心直上に位置されているノズル8からレジスト液が
所定の滴数、半導体ウエハ17に滴下される。
半導体ウエハ17に滴下されたレジスト液は、回転遠心
力によって半導体ウエハ17の表面上で渦巻き状に拡散さ
れ、半導体ウエハ17の表面全面に均一なレジスト膜が形
成される。
このようにして、半導体ウエハ17の表面全面にレジス
ト膜が形成された後に、ノズルアーム4が軸芯部7を中
心に回動され、ノズル8が半導体ウエハ17の直上から排
出液槽12の直上に移動される。
このノズル8の移動に伴って、モータ6の駆動および
真空吸着口5への真空吸引が停止され、半導体ウエハ17
がスピンヘッド2上からチャンバ3外に取り出される。
次いで、次の半導体ウエハ17がスピンヘッド2上に載
置されると、前記したと同様に、スピンヘッド2の真空
吸引、スピンヘッド2の高速回転、ノズル8からのレジ
スト液の滴下により、半導体ウエハ17の表面全面に均一
なレジスト膜が形成され、その後に、ノズル8が半導体
ウエハ17の直上から排出液槽12の直上に移動され、半導
体ウエハ17がチャンバ3外に取り出される。
本実施例の塗布装置によれば、このようにして半導体
ウエハ17の表面にレジスト膜が塗布されるが、この場合
に、チャンバ3内の半導体ウエハ17の交換時などにおけ
るノズル8の塗布待機時間は、タイマ14によって計時さ
れている。
そして、第4図に示すように、その塗布待機時間がた
とえばT1と計時されると、この計時された塗布待機時間
T1とメモリ15によって記憶されているレジスト液の最適
な排出量とに基づいて制御部16がポンプ10の駆動部に制
御信号を送る。
制御部16から制御信号が送られたポンプ10は、その制
御信号により、ノズル8のレジスト液が塗布待機時間T1
に対応した最適な排出量N1で排出液槽12に排出されるよ
うに作動される。
そして、このポンプ10の作動により、ノズル8からレ
ジスト液が排出液槽12に塗布待機時間T1に対応した最適
な排出量N2、すなわちレジスト液の粘度変化による塗布
の不均一化が防止され、またその塗布の不均一化の防止
に対して不必要なレジスト液までが排出されることのな
い排出量N1で排出される。
このため、本実施例によれば、レジスト液の塗布の不
均一化の防止に対して不必要なレジスト液までが排出さ
れることがない。
また、この排出後に、スピンヘッド2上に移動された
ノズル8は、前記したレジスト液の排出により、そのス
ピンヘッド2上の半導体ウエハ17に、粘度変化のないレ
ジスト液を滴下するので、半導体ウエハ17に対する塗布
の均一化を図ることができる。
このように本実施例によれば、以下の効果を得ること
ができる。
(1).塗布待機時間の長短に応じ、ノズル8からレジ
スト液がその塗布待機時間に対応した最適な排出量、す
なわちレジスト液の粘度変化による塗布の不均一化が防
止され、またその塗布の不均一化の防止に対して不必要
なレジスト液までが排出されることのない排出量で排出
されるので、レジスト液の塗布の不均一化の防止に対し
て不必要なレジスト液まで排出されるのを確実に防止す
ることができる。
(2).前記した(1)の効果により、レジスト液の使
用量の低減化を図ることができる。
(3).ノズル8が最適な排出量でレジスト液を排出し
た後に、スピンヘッド2上の半導体ウエハ17に、粘度変
化のないレジスト液を滴下するので、半導体ウエハ17に
対する塗布の均一化を図ることができる。
(4).前記した(3)の効果により、半導体ウエハ17
のレジスト膜厚の均一化,精度の向上を図ることができ
る。
(5).前記した(3)と(4)の効果により、半導体
ウエハの塗布工程における歩留りの向上を図ることがで
きる。
(6).前記した(1)〜(5)の効果により、半導体
ウエハの塗布工程における低コスト化を図ることができ
る。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づ
き具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。
たとえば、本実施例においては、ポンプ10に対する制
御により、ノズル8から排出されるレジスト液の排出量
が制御される構造とされているが、本発明においてはそ
のようなポンプ10に対する制御に限るものではなく、た
とえば流路9に制御部16によって制御される流量制御弁
を介在させ、この流量制御弁によりレジスト液の排出量
が制御される構造としても良い。
また、以上の説明では、主として本発明者によってな
された塗布装置の発明をその利用分野であるレジスト液
の塗布に適用した場合について説明したが、本発明の塗
布装置は、これに限定されるものではなく、たとえば石
英ガラスなどのマスク基板あるいはレチクル基板上のへ
のレジスト液の塗布、更には磁気ディスクなどへの塗布
に適用することができる。
[発明の効果] 本願において開示される発明のうち、代表的なものに
よって得られる効果を簡単に説明すれば、次のとおりで
ある。
すなわち、前記ノズルから強制的に排出される塗布液
の排出量が塗布待機時間に対応して変化されることによ
り、塗布待機時間の長短に対応し、塗布液の特性変化の
防止のために最適量の塗布液を排出させることができる
ので、不必要な塗布液の排出を防止することができ、ま
た塗布の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例である塗布装置を示す説明
図、 第2図は第1図の塗布装置の配置状態を示す説明図、 第3図は第1図の塗布装置のメモリに記憶されている塗
布待機時間と塗布液の排出量との関係を示す図、 第4図は第1図の塗布装置の動作説明図である。 1……塗布装置、2……スピンヘッド、3……チャン
バ、4……ノズルアーム、5……真空吸着口、6……モ
ータ、7……軸芯部、8……ノズル、9……流路、10…
…ポンプ、11……塗布液槽、12……排出液槽、13……排
出量制御機構、14……タイマ(計時手段)、15……メモ
リ(記憶手段)、16……制御部(制御手段)、17……半
導体ウエハ(被塗付物)、T1,T2,T3……塗布待機時
間、N1,N2,N3……排出量。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ノズルから被塗布物に供給されて塗布され
    る塗布液の特性変化の防止のために、ノズルから供給さ
    れる塗布液が強制的に排出される塗布装置であって、前
    記ノズルから強制的に排出される塗布液の排出量が該ノ
    ズルによる塗布停止時から塗布開始時までの塗布待機時
    間に対応して変化されることを特徴とする塗布装置。
  2. 【請求項2】前記塗布待機時間を計時する計時手段と、
    前記塗布待機時間に対応した最適な塗布液の排出量を記
    憶している記憶手段と、前記計時手段によって計時され
    る塗布待機時間と前記記憶手段によって記憶されている
    塗布液の最適な排出量とに基づいて前記ノズルから排出
    される塗布液の排出量を最適な排出量に制御する制御手
    段とを備えていることを特徴とする請求項1記載の塗布
    装置。
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