JPH03267169A

JPH03267169A - 薄膜製造装置

Info

Publication number: JPH03267169A
Application number: JP6576190A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Sano; 一彦佐野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-03-15
Filing date: 1990-03-15
Publication date: 1991-11-28
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: JPH0734887B2

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】［産業上の利用分野コ本発明は、スピンコーティング装置（遠心塗膜装置）の
改良に関する。

［従来の技術］スピンコーティング装置は、光ディスクの記録円盤や、
半導体のウェハーなどの円盤状基板にフォトレジスト（
以下レジストという）を塗布するための装置として使用
したり、あるいはレンズ表面のハードコート膜や反射防
止膜の塗膜装置など各種分野で使用されている。

以下、説明の筒路上、従来技術の説明を、光ディスクの
記録円盤を例に挙げて行う。

前記の円盤状基板（以下単に円盤という。）にレジスト
（塗料）を塗布するのには、従来より第３図に示すよう
な装置が用いられている。

第３図において、２１はチャンバーであり、上部には塗
布対象物である円盤を出し入れするためのカバー２４が
ある。チャンバーの低部には、２２のターンテーブルユ
ニットが取り付けられている。ターンテーブル上には、
２３の円盤が載置されて、回転させられる。チャンバー
の側面には、開閉自在の扉２７が付いた窓３０があり、
２８のレジスト供給ノズルが進入し、２３の円盤上にフ
ォトレジストを滴下する。基板の中央部に対向する位置
に、クリーンエアーを外部から供給するためのノズル２
５がある。第３図の従来例では２４のカバーにそれが取
り付けられである。２６はノズル２５に供給するクリー
ンエアーの流量を調節するためのレギュレータである。

またチャンバー内のガスは２９の排気ダクトで外部に排
気させられる。スピニング方式による塗布原理は、円盤
の回転による遠心力でレジストを外周方向に振り切り、
薄い膜を形成しようというものである。

その場合、円盤上に形成される膜の厚さは、レジストの
粘度と回転数によりほぼ決定される。またレジスト膜の
形成には、レジストから揮発してチャンバー内に充満す
るレジスト溶剤の濃度も大きく影響する。そのために円
盤中央部に外部から一定のクリーンエアーを強制的に供
給したり、あるいはチャンバーの排気量が常に一定にな
るようにコントロールしたりして、チャンバー雰囲気の
溶剤濃度を一定にする試みもなされている。

［発明が解決しようとする課題］レジスト膜は、絶対的な厚みの管理と同時に一枚の円盤
内で膜厚が均一であることが大切である。

−船釣に回転数が高いと外周部の膜厚が薄くなり、回転
数が低いとその逆になるが、常にそうなるとは限らない
。スピニング方式では、レジストが固まろうとする乾燥
速度と回転の遠心力による振り切り速度のバランスによ
り膜厚が決定されるといえる。従って、レジスト粘度と
回転数のファクターだけで膜の均一性をコントロールす
るには限度がある。

しかも、前記したような光ディスクの原盤や半導体のウ
ェハーなどのように、形成する膜がオングストロームオ
ーダーの非常に薄いものでは、レジストが回転の開始率
々に乾燥してしまい。所望の膜厚を精度よく、しかも内
外周のばらつきなく実現することは非常に困難であった
。したがって、従来技術においては、形成した薄膜の厚
さがばらついてしまうという重大な課題があった。

本発明は、前記従来技術の課題を解決するため、スピニ
ング方式において、均一なレジスト膜を安定に形成する
ことができる薄膜製造装置を提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段］前記目的を達成するため、本発明の薄膜製造装置は、円
盤状基板に塗料を塗布するためのチャンバーと、前記チ
ャンバー内で前記円盤状基板を回転させるためのターン
テーブルユニットと、前記チャンバー内で前記円盤状基
板の表面に塗料を滴下するための塗料供給ノズルと、前
記チャンバー内のガスを排気するための排気ダクトを含
む薄膜製造装置であって、前記円盤状基板表面の異なっ
た半径位置に対向して設けられた複数個の気体供給ノズ
ルを備えたことを特徴とする。

前記構成においては、複数個の気体供給ノズルは、各々
異なった流量の気体を供給するための流量制御手段を備
えてなることが好ましい。

また、前記構成においては、気体供給ノズルの先端に、
多孔質材料からなるフィルターを取り付けてなることが
好ましい。

［作用］前記した本発明の構成によれば、塗料を塗布し薄膜を形
成する際に、円盤状基板表面の異なった半径位置に対向
して設けられた複数個の気体供給ノズルから、気体を吹
き付けることができるので、円盤状基板表面の全面にわ
たり所定の均一な膜厚の薄膜を効率良く形成することが
できる。

また、前記本発明の好ましい構成によれば、複数個の気
体供給ノズルは、各々異なった流量の気体を供給するた
めの流量制御手段を備えているので、円盤表面の異なっ
た半径位置に各々対応した気体供給ノズルから各々異な
った量の気体を吹き出すことができ、各半径位置の雰囲
気の塗料（レジスト）溶剤濃度を調節して、各位置での
レジスト乾燥速度を自由にコントロールすることができ
るので、最終的に形成される膜厚を全面にわたり一定に
することができる。

また、前記本発明の好ましい構成によれば、気体供給ノ
ズルの先端に、多孔質材料からなるフィルターを取り付
けているので、供給する気体の流速むらがなく均一な流
速とすることができ、さらに好ましい均一な膜厚の薄膜
を効率良く形成することができる。

［実施例コ以下、本発明の一実施例について第１図および第２図を
参考にしながら説明す。

第１図において、１はチャンバーであり、その低部にタ
ーンテーブルユニット２が取り付けられている。３はタ
ーンテーブル上に載置された円盤である。チャンバーの
上部には、円盤の出し入れのためのカバー４がある。チ
ャンバーの側面の一部に窓１２があり、開閉自在の扉７
が設けられている。８は窓１２より進入および退出自在
な塗料供給ノズル（レジスト供給ノズル）である。

チャンバーの内側側面には円盤３の周囲を取り囲むよう
な庇部９を設けることが好ましい。庇部９は円盤３より
若干高い位置に設けられている。

そして、庇部９より上部のチャンバー側面に排気ダクト
１０を設けることが好ましい。排気ダクト１０は複数個
設けてもよい。

また、チャンバーの低部には円盤より飛び散ったレジス
トを回収するための溝１３があり、その一部にドレイン
１４が設けられている。また、溝１３の側面に排気ダク
ト１１がある。排気ダクト１０および１１からは、図示
されない排気ファンによりチャンバー内のガスが排出さ
れる。

カバー４には、クリーンエアーをチャンバー内に供給す
るための複数個の気体供給ノズル５ａ。

５　ｂｚ　５　ｃが設けられている。クリーンエアー以
外にも、窒素ガスなど任意の気体を供給・することもで
きる。またここでいうクリーンエアーとは、空気中のゴ
ミや微粒子などを除去し、がっ乾燥された空気であるこ
とが好ましい。

前記の複数個の気体供給ノズル５ａｓ５ｂｓ５Ｃには、
各々専用の流量コントロール手段５ａ。

６ｂ、６ｃを有している。これらは、例えば圧力レギュ
レータである。気体供給ノズル５　ａ、　５　ｂ。

５Ｃは円盤の異なった半径位置に対向して設けられてい
る。気体供給ノズルの数は複数であれば任意の数で良く
、円盤の半径位置に対して、直線状または非直線状に配
置させる。

第２図は、カバー４に取り付けられた気体供給ノズル５
の他の実施例であり、ノズルの先端に多孔質な材料で出
来たフィルター１５が付いている。

前記本発明の一実施例の構成について、以下その動作を
説明する。

回転している円盤３の上に塗料供給ノズル８からレジス
トが滴下される。その後レジストは円盤の回転による振
り切り作用により薄く広がって膜を形成する。円板から
振り切られた大部分のレジストは、チャンバー側面に当
たり跳ね返るが、庇部９があるため円板３の上に戻るこ
とが防止できる。その後レジストは溝１３に溜められ、
ドレイン１４から回収される。円盤の回転によって生じ
る空気流は庇部９の上を通り、排気ダクト１０から排出
される。庇部９より下測部の排気は排気ダクト１１によ
り行われる。

また、塗料供給ノズル８を進出および退出するための窓
１２は、庇部９の上に設けられているので、振り切られ
たレジストが窓１２から出ることが防止できる。

円盤がレジストを振り切りながら回転している時に気体
供給ノズル５ａ、５ｂ、５ｃからはクリーンエアーが供
給され、円盤上のレジストの溶剤の揮発を促進し、乾燥
を早める。円盤上に形成されるレジスト膜厚は乾燥によ
って固まる速度と遠心力によって広がる速度とのバラン
スによって決定される。

上記の構成によれば、円盤上の異なった半径位置に複数
個の気体供給ノズルがあり、各々のノズルから供給され
るクリーンエアーの量は専用の圧力レギュレータにより
調整可能である。つまりそれらの調整により各半径位置
でのレジスト乾燥速度をコントロールすることができ、
内外周にかけて膜厚を均一にすることができる。また、
気体供給ノズルから供給されるエアーおよびチャンバー
内で発生する溶剤ガスなどを含むガスは排気ダクト１０
から排出されるので、円盤上の空気の流れはスムースで
滞留することがない。

従って、形成される膜も平滑でかつ安定しており、バッ
チ間や経時的な変化によってばらつくことがない。

第１図に示す実施例では、排気ダクトを庇部の上部と下
部に各々設けているが、下部のみに設けて、一元的に排
気してもよい。

第２図に示す気体供給ノズルには、先端にポーラスなフ
ィルターをつけているので、供給するクリーンエアーの
流速を落し、やわらかい均一な空気を円盤表面に当てる
ことができる。

第１図ではノズルは３個であるが、円盤の大きさに合わ
せてさらに多く設けてもよい。なお、気体供給ノズルは
円盤表面に対向する位置に取り付ければよく、第１図の
ようなカバーに限られない。

以上、本発明の一実施例を光ディスクの記録円盤につい
て説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、
本発明のスピンコーティング装置は、半導体のウェハー
などの薄膜製造装置、あるいはレンズ表面のハードコー
ト膜や反射防止膜の塗膜装置など各種分野で使用するこ
とができる。

以上説明した本発明の一実施例によれば、円盤上に内外
周のむらなく均一なレジスト膜を形成することができる
。また、円盤上の空気の流れがスムースで、不規則な流
れがないため常に安定して所望の薄膜を得ることができ
る。

［発明の効果］以上説明した通り、本発明によれば、塗料を塗布し薄膜
を形成する際に、円盤状基板表面の異なった半径位置に
対向して設けられた複数個の気体供給ノズルから、気体
を吹き付けることができるので、円盤状基板表面の全面
にわたり所定の均一な膜厚の薄膜を効率良く形成するこ
とができるという優れた効果を達成することができる。

また、本発明の好ましい構成によれば、複数個の気体供
給ノズルは、各々異なった流量の気体を供給するための
流量制御手段を備えているので、円盤表面の異なった半
径位置に各々対応した気体供給ノズルから各々異なった
量の気体を吹き出すことができ、各半径位置の雰囲気の
塗料（レジスト）溶剤濃度を調節して、各位置でのレジ
スト乾燥速度を自由にコントロールすることができるの
で、最終的に形成される膜厚を全面にわたり一定にする
ことができるというさらに優れた効果を達成することが
できる。

また、前記本発明の好ましい構成によれば、気体供給ノ
ズルの先端に、多孔質材料からなるフィルターを取り付
けているので、供給する気体の流速むらがなく均一な流
速とすることができ、さらに好ましい均一な膜厚の薄膜
を効率良く形成することができるというさらに優れた効
果を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である薄膜製造装置の断面図
、第２図は本発明の気体供給ノズルの他の実施例を示す
断面図、第３図は従来例のレジスト塗布装置の断面図を
示す。１・・・チャンバー、　２・・・ターンテーブルユニッ
ト、３・・・円盤状記録基板、　８・・・塗料供給ノズ
ル、５ａ、５ｂ、５ｃ・・・気体供給ノズル、１０．１
１・・・排気ダクト。２１・・・チャンバー２２・・・ターンテーブルユニット２３・・・円盤２４・・・カバー２５・・・気体供給ノズル２６・・・レギュレータ２７・・・扉２８・・・レジスト供給ノズル２９・・・排気ダクト３０・・・窓第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）円盤状基板に塗料を塗布するためのチャンバーと
、前記チャンバー内で前記円盤状基板を回転させるため
のターンテーブルユニットと、前記チャンバー内で前記
円盤状基板の表面に塗料を滴下するための塗料供給ノズ
ルと、前記チャンバー内のガスを排気するための排気ダ
クトを含む薄膜製造装置であって、前記円盤状基板表面
の異なった半径位置に対向して設けられた複数個の気体
供給ノズルを備えたことを特徴とする薄膜製造装置。
（２）複数個の気体供給ノズルが、各々異なった流量の
気体を供給するための流量制御手段を備えてなる請求項
１記載の薄膜製造装置。
（３）気体供給ノズルの先端に、多孔質材料からなるフ
ィルターを取り付けてなる請求項１記載の薄膜製造装置
。