JP2812612B2 - 塗布装置および塗布方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハやガラス
基板などの表面に層間絶縁層、反射防止膜あるいはパッ
シベーション膜などを形成するための塗布液を塗布する
塗布装置及び塗布方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の塗布装置として、例え
ば、図１１に示すようなものが知られている。図１１は
この従来の塗布装置の概略断面図である。図１１におい
て、１は塗布装置、２は図示しない回転機器により回転
されるスピンナー、３はスピンナー２と一体的に連結さ
れたケース、４はケース３の内部と外部とを遮断するた
めの蓋、５はスピンナー２を上下に貫通するように形成
されて被処理物をスピンナー２の上面に真空吸引して、
固定するための吸引孔である。この吸引孔５は図示しな
い真空装置に連結されている。６は一般にピロー管と呼
ばれているもので、ケース３の内部に連通するように配
設されており、その下側端面がケース３の回転方向に対
して傾斜されている。

【０００３】図１１に示す塗布装置１においては、ケー
ス３が回転すると、その回転速度に応じてピロー管６の
下側端面付近とケース３の内部とに気圧差が生じるの
で、ケース３の内部の気体の一部をケース３の外部に排
気することできる。また、この塗布装置１では、スピン
ナー２の上面（主面）に真空吸引して固定された被処理
物に塗布液を滴下し、被処理物をスピンナー２で高速回
転させることにより被処理物上面に塗布膜を形成するこ
とができる。前記塗布液には、塗布液の粘度を調節する
ために有機物等（以下これを単に溶媒という）が添加さ
れている。

【０００４】従って、この塗布装置１によれば、主面上
に塗布液を有する被処理物が、スピンナー２、ケース３
ならびに蓋４と一体的に高速回転され、ケース３の内部
に気流が生じにくくなるために、この塗布液が被処理物
上で均一に広がるとともに塗布液の一部が遠心力により
自然な状態で被処理物周辺領域からその周囲に飛散され
て塗布膜が被処理物に形成される。

【０００５】なお、この塗布装置１には、ピロー管６か
ら排出される溶媒蒸気が外部に拡散するのを防止した
り、あるいは図示しないドレインと呼ばれる排気用孔か
ら出てくる塗布液の一部が外部へ飛散するのを防止する
ための外側ケース（図示略）が、ケース３を回動自在に
内設するように設けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような塗布装置１においては、塗布膜の膜厚がばらつく
という問題、具体的には、被処理物表面の周辺領域にて
塗布膜に隆起部が生じるという問題があった。図１１
は、前記の塗布装置１により塗布膜が形成された被処理
物の概略断面図である。図１１において、１１は被処理
物、１３は被処理物１１の表面に形成された塗布膜、１
４は塗布膜１３の隆起部を示す。

【０００７】図１２に示すように隆起部１４は、被処理
物１１の周辺部分に生じる。これは、ケース３を高速回
転させて被処理物１１上に塗布膜１３を形成する際に、
塗布液から蒸発した溶媒蒸気が、ケース３の内部からピ
ロー管６を通して外部へ排気されるために、塗布液の粘
度が次第に高くなることによる。即ち、被処理物１１が
高速回転されている間に塗布液の粘度が高くなると、塗
布液が遠心力によりその中心領域から周辺領域へ移動さ
れにくくなるのに加えて、周辺領域では塗布液が飛散さ
れにくくなり、さらに被処理物１１の回転が停止して遠
心力が働かなくなると、その周辺領域で飛散されずに残
留した塗布液が中心領域へ広がりにくくなるので、周辺
領域に隆起部１４が発生する。

【０００８】そして、この被処理物１１が四角形状の基
板である場合には、基板上に塗布液を滴下して高速回転
させると、遠心力により塗布液が基板の周辺領域へ移動
する際に特に基板の縁に沿ってその隅部に移動されてく
るので、隅部における隆起部１４の高さと中心領域の膜
厚との差が顕著となり、隅部における隆起部１４の高さ
が、基板の中心領域における膜厚の３〜５倍にもなる問
題がある。ここで例えば、塗布膜１２が感光性樹脂から
なる場合には、かかる隆起部１４が露光不足になるとい
う問題があり、またマスクを利用してコンタクト露光す
る場合には、隆起部１４の近傍にてマスクが破損する等
の問題がある。

【０００９】本発明は、このような点に鑑みて創案され
たもので、隆起部の生じていない、より均一な膜厚を有
する塗布膜を形成できる塗布装置を提供することを目的
としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の塗布装置は、上記課題を解決するために、塗布液を塗
布した被処理物を主面上に載置して回転せしめるスピン
ナーと、該スピンナーと一体的に形成されて該スピンナ
ーの前記主面部分を内部に配した回転ケースと、該回転
ケースとは別体に形成されて該回転ケース内部に溶媒蒸
気を供給する固定供給手段と、前記回転ケース内部の圧
力を調節するための排気手段とが設けられ、前記溶媒蒸
気の固定供給手段からの供給溶媒蒸気と前記排気手段に
よる前記回転ケース内の圧力調整とによって前記塗布液
を前記スピンナーの回転に基づき飛散しやすい粘度に保
持することを特徴とするものである。

【００１１】請求項２に記載の塗布装置は上記課題を解
決するために、請求項１に記載の塗布装置における前記
排気手段が、排気装置を具備していることを特徴とする
ものである。

【００１２】請求項３に記載の塗布装置は上記課題を解
決するために、請求項１に記載の塗布装置における前記
排気手段が、前記回転ケースの内部と外部とを連通する
ピロー管と、該ピロー管に配設され該ピロー管からの排
気量を調節するための排気量調整手段とを具備している
ことを特徴とするものである。

【００１３】請求項４に記載の塗布装置は上記課題を解
決するために、請求項１に記載の塗布装置における前記
排気手段が、前記回転ケースの内部と外部とを連通する
複数のピロー管であって、前記回転ケースの底面におい
て前記スピンナーから前記回転ケースの内側壁までの間
の任意の位置に配設されたピロー管と、前記複数のピロ
ー管のそれぞれを開閉するピロー管位置調整手段が備え
られてなることを特徴とするものである。

【００１４】請求項５に記載の塗布装置は上記課題を解
決するために、請求項１に記載の塗布装置において、前
記排気手段が、一端を前記回転ケースの内部に開口し前
記スピンナーを通って他端をスピンナー外に臨ませた排
気管と、該排気管の他端に臨む内周面に該他端と気密状
態に溝を形成し前記スピンナーに回転自在に嵌合された
リング部材と、該リング部材の前記溝と連通して配設さ
れた排気装置とを具備していることを特徴とするもので
ある。

【００１５】請求項６に記載の塗布装置は上記課題を解
決するために、請求項１に記載の塗布装置において、前
記溶媒蒸気の固定供給手段が、塗布液を塗布した被処理
物の上面の少なくとも周辺部に対して溶媒蒸気を供給す
る溶媒蒸気供給部を具備していることを特徴とするもの
である。

【００１６】請求項７に記載の塗布方法は上記課題を解
決するために、請求項１ないし６のいずれか１項記載の
塗布装置を使用し、前記スピンナーの主面上に塗布液を
塗布 した被処理物を載置させて前記スピンナーおよび前
記回転ケースを一体的に回転しつつ、前記塗布液が前記
スピンナーの回転に基づき飛散しやすい粘度に保持する
ように、前記溶媒蒸気の固定供給手段から溶媒蒸気を供
給するとともに前記排気手段によって前記回転ケース内
を排気することを特徴とするものである。

【００１７】

【作用】請求項１ないし請求項６に記載の発明による塗
布装置では、回転ケース内部に溶媒蒸気を供給する固定
供給手段および回転ケース内部の圧力を調節するための
排気手段を配設したので、溶媒蒸気を回転ケース内部に
供給することにより塗布液の粘度が高くなることを防止
できるという機能、回転ケースの回転速度に関わりなく
回転ケース内部の溶媒蒸気をケース外に排気する条件を
最適に設定し、塗布液の粘度が高くなることを防止でき
るという機能を有するので、被処理物を高速回転してい
る間においても塗布液の粘度を適正範囲に設定すること
ができる。従って、この塗布装置によれば、高速回転さ
れた被処理物表面の塗布液が、遠心力によりその中心領
域から周辺領域に移動されて、被処理物表面からその周
囲に飛散されやすくなり、更に被処理物の回転が停止し
て遠心力が働かなくなると、被処理物の周辺領域におい
て飛散しきれずに残留した塗布液が、その中心領域へ向
けて広がりやすくなるために、被処理物の周辺領域に隆
起部を生じることがなく、より均一な膜厚の塗布液を形
成することができる。

【００１８】特に、請求項５に記載の発明による塗布装
置では、スピンナーに排気手段の一部が配設されてお
り、塗布装置を構成する部材を狭いスペースに集中させ
て構成できるので、塗布装置を小型化でき、設置するた
めのスペースをより小さくすることができる。

【００１９】請求項７に記載の発明によれば、固定供給
手段により被処理物に対して溶媒蒸気を供給しつつ排気
手段により溶媒蒸気を排気しながら被処理物を回転させ
て、被処理物の上面に塗布膜を形成すると、被処理物の
上面の少なくとも周辺部の塗布膜の粘度が高くなるのを
防止でき、さらに被処理物の上面にその中心領域から周
辺領域に向かって溶媒蒸気の流れを形成できるので、被
処理物の遠心力とこの溶媒蒸気の流れとが協同して塗布
液を被処理物の上面にて中心領域から周辺領域に向けて
流動させ易くでき、さらに周辺領域からその周囲に飛散
させ易くできるため、前記塗布液を均一に塗布すること
ができ、よって均一な膜厚を有する塗布膜を形成するこ
とができる。また、被処理物の回転力が低下して遠心力
が低下した場合、または、被処理物の回転を停止させた
場合でも、被処理物の上面の少なくとも周辺部の塗布液
の粘度が高くならないように調整しているので、周辺領
域において飛散しきれずに残留した塗布液を、その中心
領域に向けて広げ、前記被処理物表面に形成された塗布
膜に隆起部を生じないようにすることができる。

【００２０】また、被処理物周辺部に溶媒蒸気を供給し
た場合、被処理物の周辺領域の塗布液の粘度を積極的に
低くすることができるので、被処理物周辺部からその周
囲に塗布液を飛散させる作用を奏し、塗布液を均一に塗
布することができ、隆起部を生じない均一な膜厚を有す
る塗布膜を形成することができる。

【００２１】さらに、ほぼ所望の膜厚を有する塗布液を
形成するのに適した第一の回転速度で回転させる第一の
回転工程の後、前記第一の回転速度よりも大きな回転速
度で被処理物を回転させる第二の回転工程を行なった場
合、前記第一の回転速度より形成された塗布膜のうち、
被処理物上面の周辺領域において飛散しきれずに残留し
た塗布液には、前記第一の回転速度での遠心力よりも、
さらに大きな遠心力が作用するため、前記残留塗布液を
被処理物上面の周辺領域からその周囲に飛散させ、前記
被処理物表面に前記塗布液を均一に塗布することが可能
であって、隆起部を形成しない均一な膜厚を有する塗布
膜形成を行なうことができる。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例１につ
いて説明する。 （実施例１） 図１は、本発明による塗布装置の実施例１を示す概略断
面図である。図１において、図１１に示す塗布装置１お
よび図１２に示す被塗布物の構成要素と同一の要素につ
いては、同一の符号を付してそれらの部分の説明を簡略
化する。この例の塗布装置２０は、スピンナー２とケー
ス３（回転ケース）とが一体的に連結されている。即
ち、スピンナー２は鉛直に立設され、その上部にケース
３が固定されていて、スピンナー２の上端部はケース３
の底面を貫通してケース３の内部中央に位置されてい
る。そして、このケース３の底面にはピロー管６が設け
られており、このピロー管６はケース３の底に溜る塗布
液や、バックリンス用の液が流入するのを防止するため
に、その上端部がケース３の底面より上になるように配
設されている。

【００２３】蓋４はケース３の上部開口面に開閉自在に
取り付けられ、ケース３の内部空間を外界と遮断するた
めのものである。吸引孔５はスピンナー２を上下に貫通
して設けられるとともに図示略の真空装置に接続されて
いて、スピンナー２の上面に被処理物を吸引するための
ものである。

【００２４】一方、符号７は、溶媒蒸気をケース３の内
部に供給するための溶媒蒸気供給手段（固定供給手段）
であり、この溶媒蒸気供給手段７は、溶媒蒸気発生装置
８と、この溶媒蒸気発生装置８に接続された導入管９
と、蓋４の底面中央部に固定された溶媒蒸気供給部１０
とから構成されている。前記溶媒蒸気発生装置８は、例
えば、低沸点有機物などから溶媒蒸気を発生させるため
の超音波発振器と、この溶媒蒸気をケース３の内部に供
給する量を制御する供給量制御手段とが備えられてい
る。

【００２５】前記溶媒蒸気供給部１０は、筒部１０ａと
その下部に一体形成された漏斗状の下広がり状の拡開部
１０ｂとからなり、筒部１０ａで蓋４の中央部を貫通
し、その下の拡開部１０ｂをスピンナー２の先端部上方
に位置させてケース３内に配置されている。なお、拡開
部１０ｂの開口面は、スピンナー２に吸着する被処理物
１１の上面のほぼ全域を覆うことができる大きさに形成
されている。また、導入管９は、溶媒蒸気発生装置８で
発生させた溶媒蒸気を溶媒蒸気供給部１０に導入するた
めのものであり、図示しない昇降機構により溶媒蒸気発
生装置８とともに上下に移動され、降下時にはその先端
部９ａが溶媒蒸気供給部１０の筒部１０ａに回動自在に
挿入されて筒部１０ａに接続されるようになっている。

【００２６】なお、溶媒蒸気発生装置８として、超音波
発振器を用いた例を示したが、この他ヒータなどの加熱
器なども利用できるのはいうまでもない。また、この溶
媒供給手段７は、ここで示した例に限るものではなく、
皿やカップなどの一方が開口部を有する容器に低沸点有
機物などを直接入れたもの、あるいは、スポンジや綿な
どの繊維質の物質に低沸点有機物をしみこませたもの
を、前記容器等に載置したものであっても良く、この他
ケース３の底部に溜る塗布液やバックリンス用の液な
ど、ケース３内の気圧や温度などの条件によって、溶媒
蒸気を発生させることができるものであれば良い。

【００２７】次に、前記構成の塗布装置２０による塗布
膜の形成方法について説明する。前記構成からなる塗布
装置２０を用いた塗布膜の形成方法については、塗布液
を有する被処理物１１をケース３内に配置されたスピン
ナー２上で、溶媒蒸気を前記被処理物１１の上面の少な
くとも周辺部に供給しつつ、被処理物を１１回転させて
塗布膜を形成する際に、前記被処理物１１の回転速度を
変化させずに前記工程を行なう塗布方法１と、前記被処
理物１１の回転速度を２段階に変化させ、初めの回転速
度よりさらに大きな回転速度をもって前記工程を行なう
塗布方法２、さらに前記回転速度を３段階変化、４段階
変化させたものを考えることができるが、以下には前記
被処理物１１の回転速度を一段階で処理する塗布方法１
と前記回転速度を２段階処理する塗布方法２について詳
述することとする。

【００２８】（塗布方法１） 上記実施例１における塗布装置２０を用いた塗布方法１
について、以下に説明する。まず、蓋４をあけた状態に
おいてスピンナー２の上に被処理物１１を載置し、蓋４
を閉じた後で導入管９を下降させて、その先端部９ａを
筒部１０ａに接続する。この後、被処理物１１を真空吸
引してスピンナー２の上に固定し、図示しないノズルか
らこの被処理物１１表面に塗布液を滴下する。ついで、
溶媒蒸気供給手段７からケース３の内部に溶媒蒸気を供
給しながらスピンナー２を高速回転させて塗布膜を形成
する。

【００２９】ここでケース３に供給する溶媒蒸気の濃度
は、溶媒蒸気を発生させる超音波発振器の出力と、溶媒
蒸気の供給量を制御する制御手段とにより任意に変更す
ることができる。例えば、被処理物１１の回転速度が低
下した場合に遠心力が低下し、塗布液の飛散がされにく
くなるので、この場合に塗布液の粘度を適正値に保持で
きるように溶媒蒸気濃度を調節するとともに、回転が停
止された場合でも塗布液の粘度を適正値にしておけば、
塗布液を流動性を適正に保持できる。より具体的には、
ケース３の回転数が低下すると、ピロー管６の下端部と
ケース３の内部との圧力差が小さくなり、排気能力が低
下するので、排気能力の減少に見合うように溶媒蒸気の
供給量を少なくするか、溶媒蒸気の濃度を低くすると良
い。

【００３０】また、被処理物１１の周辺領域において飛
散しきれずに残留した塗布液をその中心領域へ向けて広
がり易くするためには、被処理物１１の回転速度が低下
してから回転速度が停止されるまでの間に、あるいは回
転が停止してからしばらくの間に塗布液の粘度を低くす
ることも必要となるので、回転速度の低下に伴って排気
能力が低下することを利用して、溶媒蒸気の供給量を適
宜制御して積極的に濃度を高くしたり、また、一定に維
持するものであってもよいのは勿論である。

【００３１】つぎに、前記構成の塗布装置２０による塗
布方法２について、その製造例を挙げて説明する。 （塗布方法２） この塗布方法２は、スピンナー２を高速回転させた後
に、さらに大きな回転速度で前記スピンナー２を高速回
転させる点のみ上記塗布方法１と異なる。即ち、この塗
布方法２では、前記塗布方法１においてスピンナー２を
高速回転させた際に、被処理物１１の上面周辺領域で飛
散しきれずに残留している塗布液を、その周辺領域から
周囲に飛散させることができる程度の遠心力を有する、
さらに大きな回転速度で高速回転させる工程を設けたも
のである。

【００３２】そこで、本塗布方法２による塗布膜の製造
例について以下に詳述する。 （製造例） まず、３０ｃｍ角のガラス基板をスピンナー２の上に載
置し、蓋４を閉じた後で導入管９を下降させて、その先
端部９ａを筒部１０ａに接続する。この後、被処理物１
１を真空吸引して、スピンナー２の上に固定し、図示し
ないノズルからこの被処理物１１表面にポリシラザン
（ＳｉＨ₂−ＮＨ_n）からなる塗布液を滴下する。次い
で、溶媒蒸気供給手段７からケース３の内部に、ｍ−キ
シレン蒸気からなる溶媒蒸気を供給しながら、スピンナ
ー２を回転数３００〜８００ｒｐｍで５〜２０秒間高速
回転させた後、連続的に回転速度を上げて１５００〜４
０００ｒｐｍで０．３〜１０秒間回転させ、次いで回転
を停止した後、さらに３〜１０秒間静止させることによ
り、塗布膜を形成した。この結果、塗布膜の隆起部の高
さが、その中心領域の膜厚に比べて１．２〜２倍程度の
極めて均一な膜厚を有する塗布膜を形成することができ
た。

【００３３】従って、本塗布方法２によれば、所望の膜
厚を有する塗布膜を形成するために、被処理物を回転さ
せる回転数や回転時間を任意に設定することができる
が、望ましくは、本塗布方法２における前記第二の回転
工程の回転数と回転時間は、前記第一の回転工程で形成
された塗布膜の被処理物１１上面周辺領域に、飛散しき
れずに残留した塗布液の飛散処理がなされるように設定
されることが望ましい。具体的には、第二の回転工程の
回転数及び回転時間は、第一の回転工程の回転数より大
きな回転速度で短時間、例えば望ましくは５秒間以下、
より望ましくは１秒間以内に設定するとよい。そしてさ
らに、回転停止後の静置時間は、３秒間以上、さらに望
ましくは５秒以上がよい。

【００３４】なお、上記塗布方法２において、溶媒蒸気
を供給しない場合についても、実験したところ、塗布膜
の隆起部の高さが、被処理物１１の中心領域の膜厚に比
べて２．５〜２．８倍程度のものとなり、従来技術によ
る塗布膜よりもはるかに均一性の高い優れた塗布膜が形
成できることがわかった。また、前記製造例において
は、第一の回転工程と第二の回転工程のスピンナー２の
回転速度の切り替えを連続的に行なう例を示したが、こ
れを連続的に行なわず第一の回転工程の後、一旦、回転
速度を低下させ、あるいは回転を停止させた後に第二の
回転工程に切り替えてもよい。さらに、第一・第二の回
転工程に加え、前記第二の回転数より大きく、短時間で
処理する第三回転工程を加え、またさらに第四工程を加
え・・・と、異なる３段階以上の回転速度を有する回転
工程を連続的に切り替えて塗布膜形成を行なってもよ
い。

【００３５】また、本発明の実施例１の塗布装置２０に
よれば、溶媒蒸気供給部１０の拡開部１０ｂが被処理物
１１の上面に対向しているので、筒部１０ａからケース
３に供給される溶媒蒸気は漏斗状の拡開部１０ｂに沿っ
て速やかに拡散して広がり、被処理物１１の上面全域に
均一に到達する。そして、被処理物１１の上面に溶媒蒸
気が供給されると、溶媒蒸気流は塗布液の広がろうとす
る動きを促進するので、塗布液の厚さの均一化を促進で
きる。

【００３６】ここで一般的には、スピンナー２の回転速
度に応じてケース３の内部の溶媒蒸気等がピロー管６１
から排気される量、即ち、ケース３の内部の溶媒蒸気量
が決まるが、この実施例の塗布装置２０によれば、所望
の濃度の溶媒蒸気を溶媒蒸気発生手段７からケース３内
部に供給できるので、スピンナー２の回転速度とは関わ
りなくケース３内部の溶媒蒸気濃度を任意に設定するこ
とができる。

【００３７】従って、塗布装置２０によれば、塗布液の
粘度が高くなることを防止できるので、高速回転された
被処理物１１表面の塗布液が遠心力により中心領域から
周辺領域へ移動されて飛散されやすくなり、また、被処
理物１１の回転が停止して遠心力が働かなくなると、周
辺領域において飛散されずに残留した塗布液が中心領域
に向かって広がりやすくなるために、被処理物１１の周
辺領域に隆起部を生じることなく、より均一な膜厚の塗
布膜を形成することができる。

【００３８】一般にピロー管を配設してなる塗布装置に
は、ピロー管から排出される溶媒蒸気などのガスや、ド
レインと呼ばれる排気孔から流出する塗布液やバックリ
ンス用の液が外部へ拡散したり、あるいは飛散するのを
防止するための外側ケースが設けられている。そこで、
次に、図１に示す本発明による塗布装置２０に外側ケー
スを設けた前記実施例１の変形例である実施例２の塗布
装置について図２を参照しつつ説明する。

【００３９】（実施例２） 図２に示す塗布装置２０１は、図１に示すケース３（回
転ケース）を回転自在に内設するように外側ケース３１
が設けられており、この外側ケース３１の底面下側にお
いて、外側ケース３１を鉛直に立設するための支持部３
２が設けられ、一方外側ケース３１の上部開口面には蓋
４１が設けられている。この外側ケース３１の底部がス
ピンナー２と接する部分には、スピンナー２が回転自在
となるようにリング部材などが密着して設けられてい
る。蓋４１は、外側ケース３１の内部空間を外界と遮断
するためのものであり、導入管９の一方の先端部９ａで
貫通するための穴４２と、他方の先端部９ｂが外側ケー
ス３１の内部に貫通するための穴４３とが設けられてい
る。

【００４０】そして、この導入管９が下降すると先端部
９ａは、穴４２に対して回動自在に挿入され、かつ筒部
１０ａに回動自在に挿入されて筒部１０ａに接続され、
一方、先端部９ｂは穴４３に挿入されて外側ケース３１
の内部に接続される。ここで、先端部９ａと穴４２とは
シール部材等で回動自在に密着されるが、一方、先端部
９ｂと穴４３とはシール部材等で単に密着される。これ
ら以外の構造は図１に示す塗布装置２０と同様である。

【００４１】この塗布装置２０１によれば、ケース３の
内部及び外側ケース３１の内部のそれぞれに対して溶媒
蒸気を供給できるので、図１に示す塗布装置２０の効果
と同様の効果を奏するとともに、ケース３の内部を短時
間で所望の塗布条件に設定でき、さらに前記ケース３の
構造は外界の温度や湿度あるいは空気の流れなどの影響
を極めて受け難い形成されてるため、その内部の雰囲気
に外部環境条件が影響することが無く、数多く基板に対
して塗布膜を形成する際に、その処理する枚数や順番に
も関わり無く、均一な膜厚を有する塗布膜を形成するこ
とができる。

【００４２】なお、この塗布装置２０１の構造は、以上
の説明に限られるものではなく、例えば、蓋４１と導入
管９の先端部９ｂとを、一体的に構成したものであって
も良い。一方、その先端部９ａの一部に蓋４１の上面に
対して密着・回動自在となるようにシール部材を設けた
ものであっても良く、この他様々な変形実施が可能であ
るのは言うまでもない。また、本発明の装置は、前記実
施例ならびにその変形例に限定されるものではなく、そ
の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能であり、
例えば図３ならびに図４に示すような構成の装置として
も良い。

【００４３】図３は本発明の実施例３の塗布装置を示す
ものである。 （実施例３） 図３に示す塗布装置３０では、溶媒蒸気供給部１５が、
筒部１５ａと、その下部に一体化された漏斗状の拡開部
１５ｂと、拡開部１５ｂの開口部に設けられた絞り部材
１５ｃとからなり、拡開部１５ｂと絞り部材１５ｃとに
囲まれて環状の開口部１５ｄが形成され、この環状の開
口部１５ａが被処理物１１の周辺部に対向配置されてい
る。その他の構成は、図１に示す実施例と同等である。

【００４４】この例の塗布装置３０では、被処理物１１
の周辺部領域の上方から溶媒蒸気を供給できる構成とな
っており、溶媒蒸気を被処理物１１の周辺領域に集中的
に供給することができる。従って、この塗布装置３０に
よれば、特に被処理物１１の周辺領域の塗布液の粘度が
高くなるのを効率良く防止できるので、被処理物１１を
高速回転させると、遠心力により中心領域から周辺領域
へ移動された塗布液が飛散されやすくなり、更に、被処
理物１１の回転が停止して遠心力が働かなくなると、周
辺領域にて飛散されずに残留した塗布液が中心領域へ向
かって広がりやすくなるために、被処理物１１表面の周
辺領域に隆起部のない、均一な膜厚を有する塗布膜を形
成することが可能である。

【００４５】また、この例の塗布装置３０によれば、溶
媒蒸気を供給する領域と、供給量と、被処理物１１の回
転速度とを任意に設定することにより、所望の膜厚の塗
布膜を形成することができる。

【００４６】図４は本発明の実施例４の塗布装置を示す
ものである。 （実施例４） 図４に示す塗布装置４０では、図１に示す塗布装置１の
被処理物１１の周辺部近傍に複数の溶媒蒸気吸入管（溶
媒蒸気排気部）１６が設けられている。この溶媒蒸気吸
入管１６は、溶媒蒸気供給手段７から供給される溶媒蒸
気を主として吸入排気するためのものであり、図示しな
い排気装置に接続されている。従って、図４に示す塗布
装置４０によれば、溶媒蒸気供給部１０の拡開部１０ｂ
から溶媒蒸気を供給するとともに、溶媒蒸気吸入管１６
で溶媒蒸気を吸入することで、被処理物１１の上面領域
においてその中心領域から周辺領域に向かう溶媒気流を
生じさせることができるので、この被処理物１１の表面
の塗布液に遠心力とこの気流による力を同時に作用させ
ることができるので、周辺部での塗布液の飛散を良好に
行なうことができ、図１に示す塗布装置２０よりも更に
均一な膜厚を有する塗布膜を形成することができる。

【００４７】なお、以上の実施例では、溶媒供給手段７
が導入管９を介して溶媒蒸気発生装置８に接続された構
造を示したが、例えば、この溶媒蒸気発生装置８がケー
ス３の内部あるいは外周部に一体的に設けられた構造で
も良い。また、以上の実施例では、溶媒蒸気供給部１０
および１５が均一な蒸気濃度を有する溶媒蒸気を供給す
る構造を示したが、異なる蒸気濃度を有する複数の溶媒
蒸気をそれぞれ供給する複数の供給部あるいは供給管を
備えた構造でも良い。

【００４８】ところで、実施例１ないし実施例４及びそ
れらの変形例では、ピロー管６や溶媒蒸気吸入管１６を
用いた例を示したが、本発明者らが鋭意研究した結果、
特にピロー管６の配設位置を特定することにより、被処
理物１１の上面に形成される塗布膜が、その周囲部にお
いて隆起部を極めてわずかに抑えることができることが
わかった。この位置は被処理物１１の周辺部からその外
周方向にほぼ６０〜８５ｍｍ離れた位置であり、さらに
好ましくは６５〜７５ｍｍの位置である。この位置は被
処理物１１のサイズによることはなく、ほぼ一定であ
り、特に角形の被処理物１１の場合には、その対角線上
で定めるのが望ましい。

【００４９】ここで、本発明の実施例５として、種々の
サイズの被着基板１１にも対応できる塗布装置につい
て、図５に基づいて説明する。図５に示す塗布装置２０
２のケース３の底面には、複数のピロー管６がそれぞれ
その底面の半径方向の位置が異なるように設けられたピ
ロー管位置調整手段６１が備えられている。このピロー
管位置調整手段６１としては、例えば図６（ａ）に示す
ように、弁６２がピロー管６内に開閉自在に設けられた
ものが、複数個配設されてなるもの、図６（ｂ）に示す
ように、ピロー管６のケース３内部に突出する部分にね
じ溝６３ａを形成し、これに螺合したねじ式の蓋６３が
設けられたものが複数個配設されてなるものがある。こ
の他、図示しないソレノイド等により開閉自在な蓋６３
が、ピロー管６の突出する部分に設けられたものが、そ
れぞれ複数個配設されているものでもよく、あるいはピ
ロー管を設けたスライド板を被処理物１１のサイズに応
じてスライドさせて、その位置を設定するものであって
も良く、その要旨の範囲内において種々の変形が可能で
ある。

【００５０】また、実施例１ないし実施例５及びそれら
の変形例では、ピロー管６による排出能力がいずれもス
ピンナー２の回転速度によって定まるものなので、溶媒
蒸気をケース３内に供給するためには、その回転速度な
どによって供給量を微調整する必要があり、供給量制御
が複雑である。そこで、図７に示すようにピロー管６内
の一部に、そのコンダクタンスを制御するための弁６２
を設け、この弁６２の角度を微調整するための制御部６
４を接続することにより、簡単な構成でスピンナー２の
回転速度などの変化に応じて素速く対応できるようにな
っている。

【００５１】次に、図８に基づいて、本発明の塗布装置
の実施例６について説明する。 （実施例６） 図８に示す塗布装置５０には、ピロー管６の代わりに排
気装置１７と、この排気装置１７に接続され、かつ、ケ
ース３の底部を貫通してケース３の内部に連通するよう
に設けられた排気管１８とからなる排気手段１９が配設
されており、図１ないし図５に示すような溶媒供給手段
７が省略された構成である。

【００５２】この排気装置１７としては、特に３０ｍｍ
Ａｑ以上の排気圧にて、ケース３内部の圧力を微調整で
きる真空排気装置などが好適に用いられる。本発明者ら
が、鋭意研究した結果によれば、塗布膜形成中に被処理
物１１の表面の塗布液が遠心力によって、飛散し易い粘
度に設定するためには、前記排気装置１７の排気圧を３
０〜１０００ｍｍＡｑとするのが望ましく、より望まし
くは８０〜３００ｍｍＡｑに設定するのが望ましいこと
が判明した。

【００５３】３０ｍｍＡｑ未満の場合は、ケース３内部
に他のガス分子が多く残留しているために、ケース３内
部にて、その内壁や底面に飛散されたりした塗布液表面
などから溶媒蒸気が蒸発しにくいので、被処理物１１表
面の塗布液の粘度を低く維持することができない。一
方、排気圧が１０００ｍｍＡｑよりも大きくなると、ケ
ース３内部の溶媒蒸気を必要以上に外部に排気すること
になるので、被処理物１１表面の塗布液の粘度を低く維
持することができない。ここで、排気圧を１００〜２０
０ｍｍＡｑに設定すると、ケース３内部の溶媒蒸気圧が
極めて好ましい範囲となり、被処理物１１表面に形成さ
れる塗布膜の周辺部には隆起部がほとんど生じない。な
お、本実施例６においては溶媒蒸気供給手段１７とし
て、ケース３内部に塗布液を内在させた容器などを備え
てもよい。

【００５４】この塗布装置５０について更に詳細に説明
する。排気管１８は、ケース３の底部を貫通した部分か
ら湾曲されてスピンナー２の外周面に接近され、スピン
ナー２の周面部分（図８の矢印Ａで示す部分）におい
て、スピンナー２の内部に導入されてから下方に向けて
スピンナー２の外周部を浅く貫通し、スピンナー２への
導入部分の下方で再びスピンナー２の外周面（図８の矢
印Ｂで示す部分）に、図９に拡大して示すように露出さ
れている。そして、この排気管１８の露出部分には、排
気装置１７に接続された導入管２２が、リング部材２０
を介して接続されている。

【００５５】図９において、リング部材２０は導入管２
２に接続されるとともにスピンナー２の外周部に装着さ
れていて、リング部材２０を介してスピンナー２は回転
自在に設けられ、リング部材２０の内周部とスピンナー
２の外周面との間には、Ｏリング２１が介挿されて気密
構造にされている。従って、ケース３と排気管２２は連
通されていて、排気装置１７により排気管１８を介して
ケース３の内部の溶媒蒸気を排出できるようになってい
る。このように塗布装置５０においては、スピンナー２
を回転させながらケース３内部を排気手段１９により排
気することができるようになっている。

【００５６】従って、この塗布装置５０によれば、排気
手段１９によりケース３内部の圧力、即ち、ケース３内
部から外部へ溶媒蒸気等を排出する速度を任意に設定で
きるために、ケース３内部の溶媒蒸気濃度をスピンナー
２の回転速度に関わりなくより望ましい条件に設定する
ことができ、これにより塗布液の粘度が高くなることを
防止できるので、図１ないし図５に示す塗布装置と同等
の効果を得ることができる。

【００５７】さらに、本発明の実施例７の塗布装置につ
いて図１０を参照しつつ説明する。 （実施例７） この例の塗布装置６０は、ケース３に溶媒蒸気供給手段
７と排気手段１９を付設したものである。この例の塗布
装置６０において、図８を基に先に説明した実施例の塗
布装置５０と同一の構成要素には同一の符号を付して、
それらの部分の説明は省略する。この例の塗布装置６０
においては、ケース３の底面を貫通させて導入管９’を
設け、導入管９’の先端部に設けた溶媒蒸気供給部１
０’を被処理物１１の周辺部に臨ませて設けるととも
に、前記排気管１８と同様に導入管９’をスピンナー２
の外周部に埋め込み、排気管１８の下方でスピンナー２
の外周面に露出させ、ここでリング部材２０’を介して
溶媒蒸気発生装置７’に接続してい構成している。この
構造においてもスピンナー２は、リング部材２０’の内
側で回転自在に設けられ、溶媒蒸気発生装置７’から所
望濃度の溶媒蒸気を被処理物１１の周辺部に供給できる
ようになっている。

【００５８】従って、この塗布装置６０によれば、ケー
ス３内部への溶媒蒸気の供給量と、ケース３内部の圧
力、即ち、ケース３内部から外部へ溶媒蒸気等を排出す
る速度との両方を任意に設定できるために、極めて望ま
しい塗布条件を選択し設定できるので、より均一な膜厚
の塗布膜を形成することができる。

【００５９】なお、図８ないし図１０では、排気管およ
び導入管の一部がスピンナー２に埋め込まれた構造が示
されているが、本発明ではその要旨の範囲内において種
々の変形実施が可能であり、例えば、これらの排気管や
導入管をスピンナー２の外周部に添設した構造でも良
く、さらにスピンナー２に加工した通孔を設けてそれを
排気管や導入管の一部として代用しても良い。

【００６０】また、図８に示す塗布装置５０および図１
０に示す塗布装置６０では、排気手段１９の一部または
溶媒蒸気供給手段７’の一部の内、少なくともいずれか
一方がスピンナー２に内設され、塗布装置を構成する部
材が小さなスペース内に集約して配置されているので、
装置の小型化、軽量化がなされている。なお、図１ない
し図１０に示す塗布装置では、特に被処理物１１の周辺
領域の裏側に流れ込む塗布液を洗い落とすことを目的と
して、塗布液の溶媒に適した有機溶媒等をその裏面側周
辺領域に吹き付けるバックリンス手段を設けても良く、
また、このバックリンス手段の一部がスピンナー２に配
設されていても良いことは勿論である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、塗
布装置の回転ケース内部に塗布液の溶媒蒸気を供給する
固定供給手段および回転ケース内部の圧力を調整するた
めの排気手段を配設したので、塗布液の粘度を適正範囲
内に設定することができる。従って、本発明によれば塗
布膜形成中に塗布膜の粘度が高くなることを防止できる
ので、高速回転された被処理物表面の塗布液が遠心力に
よりその中心領域から周辺領域に移動され易くなると同
時に、被処理物表面からその周囲に飛散され易くなり、
更に被処理物の回転が停止して遠心力が働くなると、被
処理物の周辺領域にて飛散しきれずに残留した塗布液が
中心領域へ向かって広がりやすくなるために、前記塗布
液を被処理物上面に均一に塗布することができ、よって
被処理物の周辺領域に隆起部を生じることなく、より均
一な膜厚を有する塗布膜を形成することができる。ま
た、スピンナーに排気手段の一部を配設した構成とした
場合、塗布装置を小型化することができ、設置スペース
をより小さくすることができる。

【００６２】更に本発明によれば、被処理物の上面の少
なくとも周辺部に対して、または被処理物の上方から溶
媒蒸気を供給しつつ、被処理物の周辺部近傍から溶媒蒸
気を排気しながら被処理物を回転させ、被処理物の上面
に塗布膜を形成すると、被処理物の上面の少なくとも周
辺部の塗布膜の粘度が高くなるのを防止することができ
る。そしてさらに、前記被処理物の上面にその中心領域
から周辺部領域に向かって溶媒蒸気の流れを形成できる
ので、被処理物の遠心力とこの溶媒蒸気の流れとが同時
に作用するため、前記塗布液を前記被処理物の上面の中
心領域から周辺領域に向けて流動させ易くでき、さらに
前記周辺領域からその周囲に飛散させ易くできるため、
前記塗布液を前記被処理物上に均一に塗布することが可
能になり、均一な膜厚を有する塗布膜を形成することが
できる。

【００６３】また、前記被処理物の回転力が低下して遠
心力が低下した場合、または、被処理物の回転を停止さ
せた場合でも、被処理物の上面の少なくとも周辺部の塗
布液の粘度が高くならないように調整しているので、そ
の周辺領域において飛散しきれずに残留した塗布液を、
被処理物中心領域に向けて広げることができ、その周辺
部に塗布液が残留しないように、前記塗布液を均一に前
記被処理物表面に塗布することができる。よって、均一
な膜厚を有する塗布膜の形成が可能である。

【００６４】そしてさらに、本発明によれば、被処理物
周辺部に溶媒蒸気を供給することで被処理物の周辺領域
の塗布液の粘度を積極的に低くすることができるので、
被処理物周辺部からその周囲に塗布液を飛散させる作用
を奏し、塗布液の均一塗布を行なうことができ、周辺部
に隆起部を生じないように塗布することができる。

【００６５】さらに、本発明によれば、ほぼ所望の膜厚
を有する塗布膜を形成するのに適した第一の回転速度で
被処理物を回転させた第一の回転工程を行なった後、前
記第一の回転速度よりも大きな第二の回転速度で被処理
物を回転させる第二の回転工程を行なった場合、前記第
一の回転速度により形成された塗布膜の被処理物上面の
周辺領域において飛散しきれずに残留した塗布液には、
その後の第二の回転工程によって、前記第一の回転速度
による遠心力よりも、さらに大きな遠心力が作用し、前
記残留塗布液を被処理物上面の周辺領域から、その周囲
に飛散させる作用を奏する。よって、前記塗布液を前記
被処理物上面に均一に塗布することでき、隆起部のない
極めて均一な膜厚を有する塗布膜を形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る塗布装置の実施例１の概
略断面図である。

【図２】図２は、本発明に係る塗布装置の実施例２の概
略断面図である。

【図３】図３は、本発明に係る塗布装置の実施例３の概
略断面図である。

【図４】図４は、本発明に係る塗布装置の実施例４の概
略断面図である。

【図５】図５は、本発明に係る塗布装置の実施例５の概
略断面図である。

【図６】図６は、ピロー管位置調整手段の一例を示す要
部断面図である。

【図７】図７は、コンダクタンスを制御できるピロー管
の一例を示す断面図である。

【図８】図８は、本発明に係る塗布装置の実施例６の概
略断面図である。

【図９】図９は、図８に示す塗布装置の一部を拡大して
示す断面図である。

【図１０】図１０は、本発明に係る塗布装置の実施例７
の断面図である。

【図１１】図１１は、従来の塗布装置の一例を示す概略
断面図である。

【図１２】図１２は、図１１に示す従来の塗布装置で被
処理物上に形成した塗布膜の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１、２０、３０、４０、５０、６０、２０１、２０２
塗布装置、 ２ スピンナー、 ３ ケース、 ４、４１、６３ 蓋、 ５ 吸引孔、 ６ ピロー管、 ７、７’ 溶媒蒸気供給手段、 ８、８’ 溶媒蒸気発生装置、 ９、９’ 導入管、 １０、１０’１５ 溶媒蒸気供給部、 １１ 被塗布物、 １３ 塗布膜、 １４ 隆起部、 １６ 溶媒蒸気吸入管（溶媒蒸気吸入
部）、 １７ 排気装置、 １８ 排気管、 １９ 排気手段、 ２０、２０’ リング部材、 ２１ Ｏリング、 ２２ 導入管、 ６１ ピロー管位置調整手段 ６２ 弁 ６４ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 節雄 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アル プス電気株式会社内 (72)発明者 和賀 聡 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アル プス電気株式会社内 (72)発明者 柿原 良亘 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アル プス電気株式会社内 (72)発明者 中村 功 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アル プス電気株式会社内 (72)発明者 伊藤 和彦 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アル プス電気株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−6811（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−38821（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−50717（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−56169（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−72616（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−175616（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−253321（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−98126（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−47474（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−266472（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−114474（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B05C 11/00 - 11/08 B05D 1/40 C23C 14/22 H01L 21/31

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗布液を塗布した被処理物を主面上に載
   置して回転せしめるスピンナーと、該スピンナーと一体
   的に形成されて該スピンナーの前記主面部分を内部に配
   した回転ケースと、該回転ケースとは別体に形成されて
   該回転ケース内部に溶媒蒸気を供給する固定供給手段
   と、前記回転ケース内部の圧力を調節するための排気手
   段とが設けられ、前記溶媒蒸気の固定供給手段からの供
   給溶媒蒸気と前記排気手段による前記回転ケース内の圧
   力調整とによって前記塗布液を前記スピンナーの回転に
   基づき飛散しやすい粘度に保持することを特徴とする塗
   布装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の塗布装置における前記
   排気手段が、排気装置を具備していることを特徴とする
   塗布装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の塗布装置における前記
   排気手段が、前記回転ケースの内部と外部とを連通する
   ピロー管と、該ピロー管に配設され該ピロー管からの排
   気量を調節するための排気量調整手段とを具備している
   ことを特徴とする塗布装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の塗布装置における前記
   排気手段が、前記回転ケースの内部と外部とを連通する
   複数のピロー管であって、前記回転ケースの底面におい
   て前記スピンナーから前記回転ケースの内側壁までの間
   の任意の位置に配設されたピロー管と、前記複数のピロ
   ー管のそれぞれを開閉するピロー管位置調整手段が備え
   られてなることを特徴とする塗布装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の塗布装置において、前
   記排気手段が、一端を前記回転ケースの内部に開口し前
   記スピンナーを通って他端をスピンナー外に臨ませた排
   気管と、該排気管の他端に臨む内周面に該他端と気密状
   態に溝を形成し前記スピンナーに回転自在に嵌合された
   リング部材と、該リング部材の前記溝と連通して配設さ
   れた排気装置とを具備していることを特徴とする塗布装
   置。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の塗布装置において、前
   記溶媒蒸気の固定供給手段が、塗布液を塗布した被処理
   物の上面の少なくとも周辺部に対して溶媒蒸気を供給す
   る溶媒蒸気供給部を具備していることを特徴とする塗布
   装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか１項記載の
   塗布装置を使用し、前記スピンナーの主面上に塗布液を
   塗布した被処理物を載置させて前記スピンナーおよび前
   記回転ケースを一体的に回転しつつ、前記塗布液が前記
   スピンナーの回転に基づき飛散しやすい粘度に保持する
   ように、前記溶媒蒸気の固定供給手段から溶媒蒸気を供
   給するとともに前記排気手段によって前記回転ケース内
   を排気することを特徴とする塗布方法。