JPH0899057A - 基板へのレジスト液塗布方法および基板用レジスト液塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 少ない使用量でもって、レジスト液を基板の
表面全面に均一に塗布する。 【構成】 スプレーノズルにより基板Ｗの表面に分散し
てレジスト液を塗布し、一方、回転可能に保持される基
板Ｗの回転中心箇所にストレートノズルによりレジスト
液を滴下供給するとともに、基板Ｗを回転して、遠心力
により基板Ｗの外周縁側に拡げ、基板Ｗの表面全面にレ
ジスト液を塗布する。

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、フォト
マスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、
光ディスク用の基板等の基板の表面にレジスト液を塗布
するための基板へのレジスト液塗布方法および基板用レ
ジスト液塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板表面にレジスト液を塗布する場合、
従来一般に、スプレーノズルやスリットノズルなどでは
気泡による泡ムラを生じたり、均一性に欠けたりするた
め、基板の回転中心に相当する箇所にレジスト液を滴下
供給し、基板の回転に伴う遠心力によりレジスト液を周
囲に拡げ、基板の表面全面にレジスト液を塗布するよう
にしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の場合、基板が大きくなるとか、レジスト液の性状や基
板の表面状態などに起因して、基板とレジスト液との濡
れ性が悪くなり、基板の外周縁側でのレジスト液の拡が
りが悪くて均一性が低下する欠点があった。これを解消
するためには、供給するレジスト液の量を増加させれば
良いが、しかし、その場合、基板表面に膜として残るレ
ジスト液量に比して供給しなければならないレジスト液
の用量が多くなって不経済になる欠点があった。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、請求項１に係る発明の基板へのレジス
ト液塗布方法は、少ない使用量でもって、レジスト液を
基板の表面全面に均一に塗布できるようにすることを目
的とし、また、請求項２に係る発明の基板用レジスト液
塗布装置は、少ない使用量でもって、レジスト液を基板
の表面全面に均一に塗布できる装置を提供することを目
的とし、更に、請求項３に係る発明の基板用レジスト液
塗布装置は、レジスト液の使用量をより一層少なくでき
るようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の基
板へのレジスト液塗布方法は、上述のような目的を達成
するために、基板の表面に分散してレジスト液を塗布
し、かつ、回転可能に保持される基板の回転中心箇所に
レジスト液を供給するとともに、基板を回転して基板の
表面全面にレジスト液を塗布することを特徴としてい
る。

【０００６】また、請求項２に係る発明は、前述のよう
な目的を達成するために、基板を鉛直方向の軸芯周りで
回転可能に保持する基板保持手段を備えた基板用レジス
ト液塗布装置において、基板の回転中心に相当する箇所
に設定量のレジスト液を滴下供給するレジスト液供給手
段と、基板の表面に分散してレジスト液を塗布するレジ
スト液分散塗布手段とを備えて構成する。

【０００７】また、請求項３に係る発明の基板用レジス
ト液塗布装置は、前述のような目的を達成するために、
請求項２に係る発明の基板用レジスト液塗布装置におけ
るレジスト液分散塗布手段を、基板表面にレジスト液を
噴霧供給するスプレーノズルで構成する。

【０００８】

【作用】請求項１に係る発明の基板へのレジスト液塗布
方法の構成によれば、基板の回転に伴う遠心力を受け
て、基板の回転中心箇所に供給されたレジスト液が基板
の外周縁側に拡がり、基板の表面に分散してレジスト液
が塗布されて濡れ性が良くなっている箇所を含みなが
ら、基板の外周縁にわたる全面にレジスト液を塗布する
ことができる。

【０００９】また、請求項２に係る発明の基板用レジス
ト液塗布装置の構成によれば、レジスト液分散塗布手段
による基板表面へのレジスト液の分散塗布により、基板
表面の濡れ性を良好にし、そこに、レジスト液供給手段
により基板の回転中心に相当する箇所に滴下供給したレ
ジスト液を基板の回転に伴う遠心力により拡げ、基板の
外周縁にわたる全面にレジスト液を塗布することができ
る。

【００１０】また、請求項３に係る発明の基板用レジス
ト液塗布装置の構成によれば、スプレーノズルによるレ
ジスト液の噴霧供給によって、レジスト液を基板表面に
分散塗布することができる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明の基板用レジスト液塗布装置の
実施例を示す一部切欠全体側面図、図２は平面図であ
る。

【００１２】第１の電動モータ１の駆動によって鉛直方
向の軸芯周りで回転する回転軸２の上端に、基板Ｗを真
空吸着保持する回転台３が一体回転可能に取り付けら
れ、基板Ｗを鉛直方向の軸芯周りで回転可能に保持する
基板保持手段４が構成されている。

【００１３】基板保持手段４およびそれによって保持さ
れた基板Ｗの周囲はカップ５で覆われ、そのカップ５に
昇降駆動用の第１のエアシリンダ６が連動連結され、基
板Ｗの水平方向の横側方に位置する飛散防止位置と、基
板Ｗより下方に位置する退避位置とにわたってカップ５
を昇降するように構成されている。

【００１４】基板保持手段４の周囲のカップ５よりも外
側方に、第２のエアシリンダ７によって昇降可能に、正
逆転可能な第２の電動モータ８が設けられ、その第２の
電動モータ８の回転軸９にノズルホルダー１０が取り付
けられている。

【００１５】前記ノズルホルダー１０には、前記基板保
持手段４に保持された基板Ｗの回転中心に相当する箇所
に設定量のレジスト液を滴下供給するレジスト液供給手
段としてのストレートノズル１１と、基板Ｗの表面に分
散してレジスト液を塗布するレジスト液分散塗布手段と
してのスプレーノズル１２とが保持される。第２の電動
モータ８、回転軸９、ノズルホルダー１０は、両ノズル
１１，１２を、基板Ｗの表面にレジスト液を供給する位
置と、カップ５の横外側方の待機位置とにわたって変位
できるように構成されている。

【００１６】スプレーノズル１２の先端は、ストレート
ノズル１１の先端と水平方向で所定間隔を隔てて設けら
れ、ストレートノズル１１がレジスト液を基板Ｗの回転
中心に相当する箇所に供給する位置にあるときに、スプ
レーノズル１２から基板Ｗの径方向中間箇所から外周縁
側にわたる基板Ｗの表面にレジスト液を供給するように
構成されている。スプレーノズルとしては、例えば、レ
ジスト液を粒径20〜50μｍ程度の粒状に噴霧供給するも
のが用いられる。

【００１７】前記ストレートノズル１１およびスプレー
ノズル１２それぞれの配管１１ａ，１２ａは、レジスト
液を供給するチューブ１１ｂ，１２ｂを所定温度の温水
すなわち恒温水が流通する外管で覆うことにより、チュ
ーブ１１ｂ，１２ｂ内のレジスト液を所定温度に維持す
るようにした温調配管に構成されている。また、ストレ
ートノズル１１のチューブ１１ｂには第１の電磁弁１３
が介装され、一方、スプレーノズル１２のチューブ１２
ｂには第２の電磁弁１４が介装されている。

【００１８】前記第１の電動モータ１、第１および第２
の電磁弁１３，１４それぞれはマイクロコンピュータ１
５に接続されるとともに、マイクロコンピュータ１５に
タイマー１６が接続され、マイクロコンピュータ１５に
おいて、第１の電動モータ１、第１および第２の電磁弁
１３，１４それぞれを所定のタイミングで動作するよう
に構成されている。

【００１９】次に、マイクロコンピュータ１５による制
御動作、すなわち、本発明に係る基板へのレジスト液塗
布方法の一実施例につき、図３のタイムチャートおよび
図４の動作説明図を用いて説明する。

【００２０】ストレートノズル１１およびスプレーノズ
ル１２を基板Ｗの上方の塗布位置に変位させた後、先
ず、第１の電動モータ１を起動して500rpmになるまで基
板Ｗを回転させる。

【００２１】500rpmになった時点で第２の電磁弁１４を
開き、図４の（ａ）に示すように、スプレーノズル１２
から基板Ｗの表面に0.3sec間レジスト液を噴霧供給して
分散塗布するとともに、その間、基板Ｗの回転数を500r
pmに維持する。これにより、基板Ｗの表面には、その周
縁に沿った帯状の部位にのみ、噴霧されたレジスト液粒
子がまばらに分布するように塗布されることになる。

【００２２】レジスト液の噴霧供給を開始した後、0.2s
ec経過後に第１の電磁弁１３を開き、図４の（ｂ）に示
すように、ストレートノズル１１から基板Ｗの回転中心
箇所に0.5sec間レジスト液を滴下供給する。この滴下供
給の開始後0.1sec経過してから基板Ｗの回転数を1000rp
m まで上げ、1000rpm の状態を0.3sec間維持し、滴下供
給されたレジスト液を、図４の（ｃ）に示すように基板
Ｗの外周縁側にまで全面に塗り拡げる。このとき、基板
Ｗの周縁部分には、すでに噴霧されたレジスト液粒子が
存在しており、かかるレジスト液粒子のためにその周縁
部分はレジスト液と極めてなじみやすい状態、いわゆる
濡れ性が良い状態となっている。そのため、ストレート
ノズル１１から供給されるレジスト液が少量であって
も、レジスト液は確実且つ迅速に、基板Ｗ全面に塗り拡
げられる。なお、この時点でのレジスト液の厚みは約10
μｍ程度である。

【００２３】1000rpm の状態を0.3sec間維持した後に基
板Ｗの回転数を3000rpm まで上げ、その状態を15sec 間
維持することにより、基板Ｗの表面から余剰のレジスト
液を振り切る。これにより、基板Ｗの表面全面にレジス
ト液が、所定の厚さ（例えば、 1.0μｍ）で且つ均一に
塗布される。

【００２４】以上の方法によれば、直径８インチの半導
体ウエハを基板Ｗとして用いた場合に、スプレーノズル
１２から約 0.3ｃｃ、ストレートノズル１１から約 0.5
ｃｃ、計 0.8ｃｃのレジスト液を供給することによっ
て、基板Ｗに均一に塗布できる。従来の、ストレートノ
ズルのみからレジスト液を供給して遠心力により拡がら
せていた場合は、約 1.6ｃｃのレジスト液を要していた
ので、それに比べてレジスト液消費量を約１／２に低減
できた。

【００２５】基板Ｗの表面にレジスト液を分散塗布する
手段としては、上述実施例のようなスプレーノズル１２
に限らず、図５の側面図に示すような、環状にレジスト
液を噴霧供給する空円錐スプレーノズル１７とか、図６
の側面図に示すようなスリットノズル１８とか、更に
は、ブレードやエアーナイフやロールにより機械的に塗
布するなど、要するに、少量のレジスト液を基板Ｗの表
面に分散して塗布できるものであれば各種のものが適用
できる。

【００２６】また、基板Ｗの表面にレジスト液を分散塗
布するタイミングとストレートノズル１１から基板Ｗの
回転中心箇所にレジスト液を滴下供給するタイミングそ
れぞれとしては、いずれが先であっても、あるいは同時
でも良く、要するに、基板Ｗの回転中心箇所に滴下供給
されたレジスト液が基板Ｗのある部分（例えば、半径の
半分相当箇所）より外側まで遠心力により拡げられるま
での間に、基板Ｗの当該部分より外周縁側の部分にレジ
スト液を分散塗布でき、基板Ｗの外周縁側の部分の濡れ
性を良くでき、さえすれば良いものである。なお、レジ
スト液の分散塗布は基板Ｗの全面に行うものでも良い
が、レジスト液の使用量の低減のためには、できる限り
少ない密度に分散塗布するものが望ましい。

【００２７】また、上記実施例では、基板Ｗの表面にレ
ジスト液を分散塗布する時に、基板Ｗの周方向全周に分
散塗布するために基板Ｗを回転させているが、例えば、
前述した環状にレジスト液を噴霧供給する空円錐スプレ
ーノズル１７を用いるような場合であれば、一挙に基板
Ｗの周方向全周に分散塗布できるため、基板Ｗを回転さ
せなくても良い。

【００２８】また、本発明としては、上述実施例のよう
な円形基板に限らず、角型基板に対してレジスト液を塗
布する場合にも適用できる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１に係る発明の基板へのレジスト
液塗布方法によれば、レジスト液の分散塗布により濡れ
性が良くなっている基板表面に、基板の回転に伴う遠心
力により、基板の回転中心箇所に供給されたレジスト液
を基板の外周縁側に拡がらせるから、基板サイズやレジ
スト液の性状や基板の表面状態のいかんにかかわらず、
基板の外周縁にわたる全面にレジスト液を塗布でき、基
板の回転中心箇所にのみレジスト液を供給して、遠心力
によって基板の表面全面にレジスト液を拡がらせて塗布
する場合に比べ、レジスト液の使用量が少なくて済み、
全体として、少ない使用量で安価にして、レジスト液を
基板の表面全面に均一に塗布できる。

【００３０】また、請求項２に係る発明の基板用レジス
ト液塗布装置によれば、レジスト液分散塗布手段により
基板表面にレジスト液を分散塗布して基板表面の濡れ性
を良好にし、一方、レジスト液供給手段により基板の回
転中心に相当する箇所にレジスト液を滴下供給し、その
レジスト液を基板の回転に伴う遠心力により拡げ、基板
の外周縁にわたる全面にレジスト液を塗布することがで
きるから、少ない使用量で安価にして、レジスト液を基
板の表面全面に均一に塗布できる装置を提供できる。

【００３１】また、請求項３に係る発明の基板用レジス
ト液塗布装置によれば、スプレーノズルによりレジスト
液を噴霧供給して、レジスト液を基板表面に分散塗布す
るから、少量のレジスト液で良好に分散塗布でき、レジ
スト液の使用量をより一層少なくできて経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板用レジスト液塗布装置の実施例を
示す一部切欠全体側面図である。

【図２】平面図である。

【図３】タイムチャートである。

【図４】動作説明図である。

【図５】レジスト液分散供給手段の変形例を示す側面図
である。

【図６】レジスト液分散供給手段の別の変形例を示す側
面図である。

【符号の説明】

４…基板保持手段 ８…洗浄具 １１…ストレートノズル １２…スプレーノズル Ｗ…基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の表面に分散してレジスト液を塗布
   し、かつ、回転可能に保持される前記基板の回転中心箇
   所にレジスト液を供給するとともに、前記基板を回転し
   て前記基板の表面全面にレジスト液を塗布することを特
   徴とする基板へのレジスト液塗布方法。
2. 【請求項２】 基板を鉛直方向の軸芯周りで回転可能に
   保持する基板保持手段を備えた基板用レジスト液塗布装
   置において、 前記基板の回転中心に相当する箇所に設定量のレジスト
   液を滴下供給するレジスト液供給手段と、 前記基板の表面に分散してレジスト液を塗布するレジス
   ト液分散塗布手段とを備えたことを特徴とする基板用レ
   ジスト液塗布装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のレジスト液分散塗布手
   段が、基板表面にレジスト液を噴霧供給するスプレーノ
   ズルである基板用レジスト液塗布装置。