JPH0248066A - スピン塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は１例えば光デイスク用マスクリング製造工程に
用いられるスピン塗布装置に関し、特にその蓋構成に関
する。

（従来の技術） スピン塗布装置は、一般に２回転するガラス原板などへ
フォトレジスト等の液状体を滴下し、この液状体の有す
る粘度と回転による遠心力とのバランスでガラス原板上
へフォトレジストの薄膜を形成するものである。

上記従来のスピン塗布装置として１例えば特公昭６２−
１５４７号公報に開示されるものがある。これを第６図
に示す。この装置は、基板上に一様な厚さの膜を形成す
るために、基板１０の−１一方にかさ状の中蓋１１が配
される。この構成により、基板中央部における溶媒のガ
ス化が抑圧されることがなく、−様な厚さの膜が形成さ
れつるとする。

（発明により解決すべき課題） ところで膜厚は、一般に、液状体の粘度、原板の回転速
度及び原板と蓋体との間に存在する蒸気圧によって決ま
る。これらを適正に制御することによって初めて膜厚む
らのない均一な薄膜の形成が可能となる。

前記従来の塗布装置においては、特にその蒸気圧の制御
、すなわち溶媒の蒸気ガスの流通制御が困難であった（
中蓋１１の中心部付近にガス流通孔を設けるとするが、
この蓋Ｉｌ自体は容器１２内部に−Ｌ蓋１３で密封状態
にされる）。そのために、塗布条件（枯位１回転速度）
を設定して所望の膜厚を得た場合でも、その膜１ｖは半
径方向に一様ではなく均一性を欠き、改めて条件確立を
必要としていた。更に、その膜ノ＝を得るのにもがなり
の時間を要していた。

また、確ヴ条件内でも作業条件の微小な変動。

特に基板周辺の雰囲気の変動に敏感で同−膜を同一の均
質性をもって反復して得るのに不安定さを残していた。

従って、一に記従来技術は塗布条件が極めて狭い範囲に
限定されていた。

よって２本発明は上述の問題点を解消する新規なスピン
塗布装置を提供することを目的とする。

（発明による課題の解決手段） 本発明のスピン塗布装置は、被塗布原板を一体的に回転
させるスピナと、該被塗布原板−Ｌに塗布液を供給する
ノズルと、前記スピナ上方に該被塗布原板と離間してこ
れを蓋うように配される蓋体とを有し、前記蓋体は、前
記被塗布原板の一部を被蓋する定置蓋部と、該定置蓋部
に対し相対的に可動にされ該被塗布原板の全被蓋面積を
可変とし前記定置蓋部との間に開口を形成する可変蓋部
とからなり、前記定置蓋部は、該定置蓋部の中心部外側
の周辺部にスリットを有すると共に該定置蓋部を底部と
し該スリットを内に収容する気体供給室を該スリットｌ
一方に有することを特徴とする請求項１）。

そして、スリットの幅は０．３〜３　、０　ｍｍの範囲
にあることが好ましい（請求項２）。

また、スリットは回転軸に対する半径方向距離が円周方
向に沿って徐々に増大する曲線（例えば、インボリュー
ト曲線形状）をなすことが好ましい（請求項３）。

更に、スリットは半径方向に放射状に形成することもで
きる（請求項４）。

また、　’＋ｉＪ変蓋部は複数の扇状部からなり、これ
ら扇状部の少くとも一つは蓋体中心に回動可能かつ扇状
部相互間にスライド可能とすることもできる（請求項５
）。

更に、可変蓋部は１つ又は複数の扇状部がらなり、扇状
部は定置蓋部に対し又は扇状部相互間に分離ｎＪ能とす
ることもｎＪ能である（請求項６）。

（作用及び好ましい実施の態様） 本発明の蓋体は、定置蓋部と可変蓋部とがら基本的に構
成される。

定置蓋部は、気体供給室及びスリットを介して被塗布原
板１−半径ｈ“向に強制的に気体を供給し。

それにより原板と着体との間の気体濃度の均一化を図り
溶媒の蒸発速度を一定にして塗布液の粘度不均一から生
じる塗布むらを防止する。それと同時に回転により生じ
る半径方向の渦流の発生をも防止する。

また、蓋面積可変の可変蓋部は、その蓋面積を食えるこ
とにより原板上方に任意の開口面積を有する開口を形成
する。この開口は緩衝ゾーンとして原板上方に気体排出
口を形成する。この排出口は、気体供給室からの供給気
体及び溶媒の蒸発ガスの逃げ口として機能する。この排
出口の大きさを変更することにより、」二記気体の排出
量を調節することができ、それによって蓋体（定置部及
び可変部）と原板との間に存在する蒸気圧の調節を行う
ことができる。

この蒸気圧調節は、半径方向均一な膜厚分布形成に寄与
する。

開口面積は１例えば塗布液の粘度に応じてその大きさを
変更することができる。

気体供給室底部に設けられるスリットは、前述の２つの
タイプのスリットが好ましいが、より好ましくは回転軸
に対する半径方向距離が円周方向に沿って徐々に増大す
る曲線形状２例えばインボリュ−１・形状スリットであ
る。

回転原板−１−の中央部に滴下された塗布液は、中央部
から外周部に向って拡散移動するが、この移動は塗布液
に作用する遠心力と回転力との合成力によってほぼイン
ボリュート曲線に沿って移動する。従って、インボリュ
ート形状スリットにおいては、塗布液の原板り移動範囲
内で常に気体供給を受けることができる故、形成スリッ
ト数は少くとも１つあれば足りる。これが放射状スリッ
トでは複数本設ける必要が生じる。

（実施例） 以下９本発明の一実施例を図面に基づき説明する。第１
図は２本実施例のスピン塗布装置の要部構成の概略断面
図を示し、その蓋構成部分は第２図におけるＡ−Ａ線断
面図を表わす。第２図は本実施例の蓋体の１お面図を示
す（矢印はスピナ回転方向を示す）。

被塗布原板、すなわちガラス原板１は２図示しない吸石
機構によりスピナ２に対し吸着固定され、スピナ２と共
に一体回転する。

このガラス原板１に塗布液、すなわちフォトレジスト液
を供給するノズル３が原板上方に配されている。このノ
ズル３は、その下向開口管３ａが原板１の中央部にくる
ように配されている。

スピナ２の上方にガラス原板１とわずかに離間してこの
ガラス原板１を蓋うようにして蓋体４が配されている。

この蓋体４は、定置蓋部４ａと。

この定１錠蓋部４ａと線分ＯＢにおいて分離可能な可変
蓋部４ｂとから主としてなる。また、この蓋体４の外周
部４ｃは、テーパ状に形成され、原板１の外周から飛び
出したレジスト液が容器（図示せず）に当ってはね返り
、それが再び原板に付着するのを防止している。

蓋体の定置蓋部４ａは、半円の板状をなし、外周部４ｃ
の凹状段部４ｄに定置されている。この定置蓋部４ａは
、その上方に気体供給室５を有している。すなわち、気
体供給室５は、定置蓋部４ａを底部とし、壁部５ａを介
して上方へ伸長し、その伸長端で天井部５ｂを形成して
定置蓋部４　ａ　ｌに半円状の空所を形成している。こ
の気体供給室５は、定置蓋部のセンタ外側の周辺部範囲
にスリット６を収容している。

気体供給室のほぼ中央に当たる天井部５ｂには２円筒状
ノズル７が設けられ供給室内部と図示しない気体供給装
置とを連通している。

なお、供給気体は、塗布液の溶媒成分を蒸発せしめるも
のを適宜選択して用いることができ、塗布液が通常のフ
ォトレジストである場合には空気又は窒素で足りる。

この気体供給室５の底部、すなわち定置蓋部４ａにスリ
ット６が設けられている。このスリット６は、インボリ
ュート曲線形状をなし、定置蓋部４ａの中央部外縁から
外周部に亘って延在している。このスリットの幅は、０
．３〜３　、０　ｍｕの範囲にあることが好ましい。

定置蓋部４ａには、第４図に示すように、半径方向に放
射状にのびるｔ（数本（図示例では３本）のスリット６
′を形成してもよい。

可変蓋部４ｂは、板状の扇形をなし、外周部４ｃの凹状
段部４ｄに取外可能に嵌合されている。この扇状可変蓋
部４ｂは、その中心角θの大小に応じて、ガラス原板１
の被蓋面積を変えることができる。

定置蓋部４ａと可変蓋部４ｂとの間に扇形の開口８が形
成されている。この開口８は、前述の通り、供給気体及
び蒸発ガスの排出口として機能する。この排出口は、可
変蓋部４ｂの蓋面積を変えることによりその大きさを変
えることができる。

なお、「１Ｊ変蓋部は、第５図に示すように、複数（図
示例では３つ）の扇形部４’、４’５゜。

４′ｂ３に分割し、これら扇形部を蓋体４の中心Ｐの回
わりに回動可能とし、かつこれら扇形部相互間にスライ
ド可能にして重ね合わせ、これにより開口８を任意の大
きさに形成するようにしたもの４’　ｂであってもよい
。スピナ（従って原板）の回転方向は矢印で示す向きで
ある。

また、この可変蓋部は、第４図に示すようなもの４’ｂ
であってもよい。これは、可変蓋部を複数（この場合３
つ）に分割し、これら扇形部４″　、４″　、４″、３
を相互間で分離可能とｂｌ　　　　　　ｂ２ し、これにより開口８の大きさを任意に変えられるよう
にしたものである。

気体供給装置からの気体は、ノズル７より噴出し、気体
供給室５内に入る。この導入気体は、スリット６よりそ
のインボリュート曲線に沿って吹き出す。この吹出気体
は、スリットの形状により原板１１．に均一に、かつ効
率的に半径方向に拡がり、蓋体（定置部４ａ及び可変部
４ｂ）に案内されて原板１と蓋体４との間に供給される
。この供給気体は、原板と蓋体との間に存在する蒸気圧
を一定にするように作用する。

供給気体及び溶媒の蒸発ガスは、開口８より排出される
が、一部は原板１と蓋体４の両外周部間に存在する間隙
を通って排出される。この排出気体は１図示しない容器
の排気口より排出される。

本実施例装置について同一条件のもとて従来装置との比
較を行い、第３図に示す比較結果を得た。

実施条件 ガラス原板１の直径 及び厚さ・・　　中心孔１５關φ× 外径２００　ｍｍφＸ　６　ｍｍ　ｔ プライマ・・・　　　ＨＭＤＳ蒸気３分間処理フォー・
レジスト・・ＨＰＲ−２０４ １０％稀釈／ＰＬＳＩ 供給ガス・・・　　　Ｎ、ＰＬＳＩガスを含む本実施例
装置 定置蓋部４ａ・・・　半円（中心角１８０°）―■変蓋
部４ｂ・・・　中心角（θ）　９０’の扇形スリット６
・・・　　スリット幅０．５ｍｍのインボリュ−１・曲
線形状１本 比較例装置 蓋体・・・　　　　　分割不可の単一の円形（中心角　
３６０°） スリット・・・　　　なし ガス供給・・・　　　蓋体の中央部より円形供給口を介
してＮ２ガスを供給 第３図の比較データグラフ図は２本発明の実施例装置が
ほぼ水平な直線状態を示すの・に対し、比較例装置は右
上りの傾向を示し、特に半径５０　ｍｍ以上でその傾向
が者しい。これは、原板上に形成されるレジスト膜が特
にその外周部で漸増的に厚くなることを示している。

（発明の効果） 本発明のスピン塗布装置は、第３図に示すように、原板
の半径方向に関し膜厚かほぼ一定なレジスト膜を形成す
ることができる。

本塗布装置は、スリット吹付は方式により一様な蒸気圧
を確保すると共に面積可変な蓋構成による可変開口面積
により蒸気圧の調節を可能とする。その結果、塗布液の
粘度に応じた適正な蒸気圧が選択できると共に半径方向
に均一な蒸気圧を確保でき、ｌ記従来技術の欠点を解消
できる。

また９本塗布装置は、気体供給機能を有するその定置蓋
構成により原板周辺の雰囲気の安定（気体濃反、温反等
）を図ることができる。その結果、塗布むらのない所望
の膜厚を有する塗布膜を何枚も反復して宵ることができ
る。

更に１本発明の可変蓋部は、以下の実施態様がｎＪ能で
ある。一つの態様として、可変蓋部を複数の扇状部で構
成し、これら扇状部を蓋体中心に回動ｉＪ能にすると共
に扇状部相互間にスライド可能とすることである。これ
ら扇状部を回動させることにより波器面積を可変とする
ことができる。

また２別の態様として、可変蓋部を１つ又は複数の扇状
部で構成し、この扇状部は定置蓋部又は扇状部相互間に
分離口■能とすることもできる。各扇状部を取外し又は
付加させることにより被蓋面積を可変とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のスピン塗布装置の要部構成の概略断
面図を示し、その蓋構成部分は第２図におけるＡ−Ａ線
断面図を表わす。第２図は本実施例の蓋体の平面図、第
３図は本装置と従来装置とを使用して得たレジスト膜厚
に関する比較データのグラフ図、第４図及び第５図は本
発明の別の実施例の蓋体の平面図、第６図は従来のスピ
ン塗布装置の断面図、を夫々示す。 １・・・ガラス原板 ３・・・ノズル ４ａ・・・定置蓋部 ５・・・気体供給室 ７・・・気体供給ノズル ２・・・スピナ ４・・・蓋体 ４ｂ・・・可変蓋部 ６・・・スリット ８・・・開口 く− く− 第３図 ￥Ａ類（支）怖 ガラス原板半径方向８旺ｍｍｌ 第４図 第５図 ’）ｂ３ 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被塗布原板を一体的に回転させるスピナと、該被塗
   布原板上に塗布液を供給するノズルと、前記スピナ上方
   に該被塗布原板と離間してこれを蓋うように配される蓋
   体とを有し、 前記蓋体は、前記被塗布原板の一部を被蓋する定置蓋部
   と、該定置蓋部に対し相対的に可動にされ該被塗布原板
   の全被蓋面積を可変とし前記定置蓋部との間に開口を形
   成する可変蓋部とからなり、 前記定置蓋部は、該定置蓋部の中心部外側の周辺部にス
   リットを有すると共に該定置蓋部を底部とし該スリット
   を内に収容する気体供給室を該スリット上方に有するこ
   とを特徴とするスピン塗布装置。 ２、スリットの幅が０．３〜３．０ｍｍの範囲にある請
   求項１記載のスピン塗布装置。 ３、スリットは回転軸に対する半径方向距離が円周方向
   に沿って徐々に増大する曲線をなす請求項１又は２記載
   のスピン塗布装置。 ４、スリットは半径方向に放射状に形成される請求項１
   又は２記載のスピン塗布装置。 ５、可変蓋部は複数の扇状部からなり、これら扇状部の
   少くとも一つは蓋体中心に回動可能かつ扇状部相互間に
   スライド可能とされる請求項１〜４の一に記載のスピン
   塗布装置。 ６、可変蓋部は１つ又は複数の扇状部からなり、扇状部
   は定置蓋部又は扇状部相互間に分離可能とされる請求項
   １〜４の一に記載のスピン塗布装置。