JPH0729789A

JPH0729789A - 塗布装置

Info

Publication number: JPH0729789A
Application number: JP5167582A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Iwami; 諭岩見
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 1995-01-31
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: JP2507966B2

Abstract

(57)【要約】【目的】基板の表面上にノズルより薬液を吐出し、所定
の厚みの薄膜を形成する塗布装置において、ノズル先端
部の薬液の乾燥を防ぎ、固化物の落下による基板の塗布
むらや汚染を防止する。【構成】薬液を吐出するノズル１の先端部の外周を中空
円筒形のスポンジ材からなる多孔質溶剤溜り７で覆い、
ノズル１が塗布処理を行っていない待機時に溶剤供給配
管１２より溶剤３を供給することによって、溶剤３を多
孔質溶剤溜り７に内包させる。溶剤３は円筒中空部１１
にて揮発しノズル１の先端部は溶剤雰囲気で満たされる
ので、ノズル１が待機時であっても或は塗布位置との間
を移動中であっても、常にノズル１先端部の薬液が乾燥
することはない。窒素送出配管１３は、円筒中空部１１
に溶剤供給時に残留し落下し易くなっている溶剤３を排
出するためのパージ用配管である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は塗布装置に関し、特に半
導体製造工程や液晶基板製造工程等において薄膜形成に
使用する薬液の塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の塗布装置は、図６のノズル部の配
管系統図に示すように、ノズル部に溶剤を供給する機能
を備えている（特開平２−３０７２１４号公報）。すな
わち、薬液の塗布処理時に薬液の吐出を行う場合は、ノ
ズル１は塗布処理カップ（図示せず）内に置かれた被処
理物である半導体基板等の直上に移動しているが、図６
はノズル１が薬液の吐出を行わない待機中の位置に在る
場合を示している。

【０００３】通常、基板への薬液の塗布処理はノズル１
より被処理物である基板上に薬液を一定量吐出し、基板
を一定の速度で回転させて薄膜を形成させるという方式
で行う。ノズル１は図６に示したような待機中の位置で
は、このままの状態であれば外気に晒され、ノズル先端
部に残留している薬液が乾燥して固形化するという現象
が起きる。この固形化した薬液は、薬液の吐出とともに
基板上に落下して塗布膜の塗布むらを引き起こすので、
ノズル先端部を薬液の溶剤雰囲気で満たす等の工夫が必
要である。

【０００４】図６に示した従来の技術では、この点を考
慮してノズル待機部におけるノズルの先端部分に溶剤の
蒸気を吹きつけるような方式をとっている。つまり、図
６において、溶剤容器２内の溶剤３は窒素配管４により
バブリングが行われ、バブリングにより発生した溶剤蒸
気は蒸気配管５を介して噴出口６よりノズル１の先端部
に噴出する。従って、ノズル１の先端部周辺は溶剤雰囲
気で満たされることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の塗布装置では、
ノズル１は塗布処理を行う場合には基板上に移動しなけ
ればならないので、噴出口６の外にある時間、すなわち
ノズル１が外気に晒される時間が発生する。一般にこの
時間は薬液の吐出時間を除いて５秒程度と比較的短い
が、基板の処理枚数が増える毎にその累積時間が増加す
るので、塗布処理を進めているうちにノズル１の先端部
に乾燥して固形化した薬液が少しずつ付着して成長して
行き、遂には薬液吐出時に一緒に基板上に落下して基板
の汚染や薄膜の塗布むらを起こすという問題点がある。

【０００６】特に、塗布薬液のうち、乾燥により極度に
溶質の析出を起こし易いシリカ液等は、上述したノズル
の移動時間中においても溶質の析出を起こし、塗布処理
ごとに基板を汚染するので、塗布処理前に毎回、溶剤に
よるノズル先端部の洗浄を行う必要があった。この洗浄
動作に伴いノズル先端部の薬液は頻繁に溶剤と接するこ
とになり、その結果、薬液は溶剤により薄められるの
で、ノズル洗浄後はノズルより一定量の薬液の排出を行
わなければならなかった。その量は一般的に塗布に使用
する薬液の約半分に相当するので、塗布処理に使用する
薬液量の約１．５倍の薬液を消費してしまうという問題
点がある。

【０００７】また、何れの薬液においても、塗布処理時
以外、すなわちノズル待機中は常に溶剤のバブリングを
行っていなければならないので、溶剤の消費量も多くな
るという問題点がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の塗布装置は、ノ
ズルを囲み下端が開口されているノズルブロックと、こ
のノズルブロック内に保持され前記ノズル先端部を覆う
多孔質溶剤溜りとを備え、この多孔質溶剤溜りに溶剤を
供給する溶剤供給配管と、多孔質溶剤溜りとノズル外周
部との間に設けられた間隙部に窒素を送出する窒素送出
配管とを前記ノズルブロックに接続している。

【０００９】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の塗布装置の一実施例におけるノズル
部の断面図である。図１において、薬液を吐出するため
のノズル１は中空円筒状のスポンジ材からなる多孔質溶
剤溜り７に覆われており、また、ノズル１の外周部と多
孔質溶剤溜り７とが接触しない程度に間隙部８を設けて
ある。ノズルブロック９は内部に多孔質溶剤溜り７を保
持する円筒状の容器であり、下部には円孔状の開口部１
０を設け、ノズル１からの薬液の吐出を妨げないように
してある。また、同様の理由で多孔質溶剤溜り７にも円
筒中空部１１を設けてある。

【００１０】ノズルブロック９の上部に接続した溶剤供
給配管１２は多孔質溶剤溜り７にアセトンやエタノール
等の溶剤３を供給するための配管であり、また、窒素送
出配管１３は間隙部８と円筒中空部１１に溜る溶剤３を
窒素にて排出するためのパージ用の配管である。廃液口
１４は薬液や溶剤の廃液を外部に排出するための導管で
ある。図１ではノズル部が塗布処理を行っていない時の
待機中の位置にあることを示している。

【００１１】次に、図１で示したノズル部の動作を図２
〜図５により説明する。図２〜図５は本実施例における
塗布処理の手順を示す第１〜第４工程図である。各図と
も図（ａ）は待機部の断面図を示し、図（ｂ）は塗布処
理部の断面図を示す。各図（ｂ）に示すように、塗布処
理カップ１５は塗布処理の際に発生する薬液の飛沫を補
足するための容器、回転チャック１６は基板１７を吸着
固定し回転させるものである。

【００１２】まず、図２（ａ）の待機部において、塗布
処理を行う前に溶剤供給配管１２より溶剤３を吐出する
と、溶剤３は多孔質溶剤溜り７を湿らせるとともに、間
隙部８と円筒中空部１１とを伝ってノズル１の先端部を
洗浄しながら開口部１０より廃液口１４に落下する。こ
の第１の工程は、多孔質溶剤溜り７への溶剤の補給とノ
ズル１の先端部に付着した薬液の固形物等の汚染物質を
洗浄する工程を示している。

【００１３】次に、図３（ｂ）の塗布処理部において基
板１７が塗布処理カップ１５の中にセットされると、図
３（ａ）の待機部において窒素送出配管１３より窒素を
送出し、前述の第１の工程において間隙部８や円筒中空
部１１に溜まり落下し易くなっている不要な溶剤を排出
する。そして、この動作終了後、ある一定量の薬液１８
を廃液口１４に吐出する。この図３（ａ）は溶剤によっ
て薄められた薬液１８を排出する第２の工程を示してい
る。この排出を行う理由は、第１の工程の溶剤補給の
際、ノズル１先端部付近の溶剤がノズル１内部に侵入し
て薬液を薄めるからである。

【００１４】次に、第３の工程では、図４（ｂ）の塗布
処理部に示すように、ノズル１を基板１７の上部に移動
して薬液１８を吐出する。その後、基板１７を回転チャ
ック１６により回転させて塗布処理を完了する。塗布処
理が完了すると、第４の工程として図５（ａ）に示すよ
うにノズル１は廃液口１４の上部位置に戻って待機す
る。

【００１５】ここで、基板１７をある枚数、連続処理す
る場合は前述の図４（ｂ）と図５（ａ）に示す第３と第
４の工程を繰り返す。そして、図５（ｂ）の塗布処理部
に基板１７がない場合には、ノズル１は図５（ａ）の位
置で再び基板１７が来るまで待機する。塗布処理の必要
が生じた場合は再び図２（ａ）の第１工程から動作を始
める。

【００１６】本実施例は、多孔質溶剤溜り７が図３、図
４、図５に示す第２、第３、第４の各工程において、そ
の内部に溶剤を内包することになるので、ノズル１先端
部は多孔質溶剤溜り７から蒸発する溶剤蒸気雰囲気に晒
される。この溶剤蒸気はノズルブロック９の開口部１０
より外部に流出するが、充分に溶剤を含んでいる多孔質
溶剤溜り７からの揮発により間隙部８および円筒中空部
１１に次々と供給されるので、ノズル１の先端部は溶剤
蒸気の雰囲気で満たされることになる。また、使用する
溶剤はアセトン、エタノール等の有機溶剤であるので、
室温で容易に飽和蒸気となる。しかしながら、多孔質溶
剤溜り７に内包される溶剤は揮発により徐々に少なくな
るので、ノズル１の待機状態、すなわち図５（ａ）に示
す第４工程の状態が長く続く場合には、適宜、図２
（ａ）に示す第１工程の溶剤供給動作が必要になる。

【００１７】以上、動作手順と作用を述べたが、本実施
例が従来技術と大きく異なる点は、ノズルが待機位置に
ない時、すなわち、ノズルが塗布処理部と待機位置との
間を移動中であったり塗布処理部にある場合でも、ノズ
ルを溶剤雰囲気で満たしてノズル先端部の薬液の乾燥を
防ぐという点と、溶剤雰囲気の元となる溶剤の供給動作
および溶剤によるノズルの洗浄を同時に行えるという点
である。従って、シリカ液等の薬液においては塗布処理
毎のノズルからの排出は実施せずに済ますことができ
る。従来、このシリカ液等の排出量の割合は全使用量の
約１／３であったので、本実施例によりシリカ液等の使
用量は従来の２／３程度に低減できる。

【００１８】また、フォトレジスト等の薬液において
は、従来はノズル先端部の薬液の乾燥による基板の塗布
不良が全処理数の約１％の割合で起こっていた。しか
し、本実施例ではノズル先端部を常に溶剤雰囲気に置く
ことができるので、この塗布不良をなくすことができ
る。

【００１９】さらに、従来はノズル先端の乾燥防止とし
て、バブリング方式により蒸発させていた溶剤の使用量
は約１００ｃｃ／時間であるのに対し、本実施例は溶剤
を間欠的に多孔質溶剤溜りに供給する方式であるので、
その消費量は約１０ｃｃ／時間で済む。従って、溶剤の
消費量は従来の方式と比較して約１／１０に低減でき
る。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ノズル先
端部に多孔質溶剤溜りを設け、そこに間欠的に溶剤を供
給することにより常にノズル先端部を溶剤雰囲気とし、
薬液の乾燥を防止するので、シリカ液等の塗布処理毎の
排出を実施せずに済ますことができる。従って、薬液の
使用量を低減できる。

【００２１】また、フォトレジスト等の薬液において発
生していた乾燥固化物の落下による基板の塗布不良をな
くすことができる。

【００２２】さらに、溶剤のバブリング方式に代り多孔
質溶剤溜りへの溶剤の間欠供給という方式にしたので溶
剤の消費量を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗布装置の一実施例におけるノズル部
の断面図である。

【図２】本発明の一実施例における塗布処理の第１工程
を示す図で、同図（ａ）は待機部の断面図、同図（ｂ）
は塗布処理部の断面図である。

【図３】本発明の一実施例における塗布処理の第２工程
を示す図で、同図（ａ）は待機部の断面図、同図（ｂ）
は塗布処理部の断面図である。

【図４】本発明の一実施例における塗布処理の第３工程
を示す図で、同図（ａ）は待機部の断面図、同図（ｂ）
は塗布処理部の断面図である。

【図５】本発明の一実施例における塗布処理の第４工程
を示す図で、同図（ａ）は待機部の断面図、同図（ｂ）
は塗布処理部の断面図である。

【図６】従来の塗布装置におけるノズル部の配管系統図
である。

【符号の説明】１ノズル２溶剤容器３溶剤４窒素配管５蒸気配管６噴出口７多孔質溶剤溜り８間隙部９ノズルブロック１０開口部１１円筒中空部１２溶剤供給配管１３窒素送出配管１４廃液口１５塗布処理カップ１６回転チャック１７基板１８薬液

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の表面上にノズルより薬液を吐出
し、所定の厚みの薄膜を形成する塗布装置において、前
記ノズルを囲み下端が開口されているノズルブロック
と、このノズルブロック内に保持され前記ノズルの先端
部を覆う多孔質溶剤溜りとを備え、この多孔質溶剤溜り
に溶剤を供給する溶剤供給配管と、多孔質溶剤溜りとノ
ズル外周部との間に設けられた間隙部に窒素を送出する
窒素送出配管とを前記ノズルブロックに接続したことを
特徴とする塗布装置。
【請求項２】前記多孔質溶剤溜りがスポンジ材である
請求項１記載の塗布装置。
【請求項３】前記溶剤を内包した多孔質溶剤溜りが前
記ノズル先端部を包囲して設けられている請求項１記載
の塗布装置。
【請求項４】前記ノズル先端部が前記溶剤の蒸気雰囲
気で満たされている請求項１記載の塗布装置。
【請求項５】前記窒素送出配管は前記ノズル先端部に
残留する溶剤を排出するパージ用配管である請求項１記
載の塗布装置。