JPH1099764A

JPH1099764A - 塗布装置及び方法

Info

Publication number: JPH1099764A
Application number: JP20811097A
Authority: JP
Inventors: Masaru Watanabe; 渡辺　　勝; Tsumoru Ohata; 積大畠
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-08-07
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 1998-04-21
Anticipated expiration: 2017-08-01
Also published as: JP4040144B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の塗布方法は、高価な塗布液のロスが大
きく、塗布する厚みにムラが生じるために、コストが高
くつき又製品品質が悪くなるという課題があった。【解決手段】ノズル１及び／又は基材８を走行させる
走行工程と、前記ノズルの吐出口スリット幅を変更する
変更工程と、前記スリットより塗布液を吐出し、前記基
材に前記塗布液を塗布する塗布工程とを備え、前記走行
工程、前記変更工程及び前記塗布工程を組み合わせて実
行することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体、液晶、Ｐ
ＤＰ、プリント基板などの基板上に塗布するレジスト液
や絶縁層あるいは保護層用の塗布液、カラーフィルタ用
の塗布液を基板の上に円形や略円形、多角形等、任意の
パターンで塗布形成する塗布装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶や半導体などの製造工程でのレジス
ト液などの塗布方式には、一般にスピンコート法が知ら
れている。図３０にスピンコート法の原理図を示す。こ
の図において、５０は基材、５１は真空チャック付ター
ンテーブル、５２はモータおよび速度変換器、５３は注
射器である。まず、真空チャック付ターンテーブル５１
上に基材５０を固定し、注出器５３からレジスト液を基
材５０上に滴下する。次に、ターンテーブルに連結した
モータおよび速度変換器５２を用いて、基材５０を高速
回転（通常数千ｒｐｍ）すると、遠心力によって基材表
面に薄くレジストが塗布されることになる。他のスピン
コート法の例としては、特開平８ー２２４５２７公報等
に開示の方法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のス
ピンコート法では、略円形のウェハー上に略円形にレジ
ストを塗布したい場合にも、高価なレジスト液の大半を
飛散させてしまい材料ロスがきわめて大きい問題があっ
た。また、塗布液の粘度によっては塗布厚みムラが生
じ、製品品質上問題となっていた。

【０００４】本発明は、このような従来の塗布方法の課
題を考慮し、長方形,正方形、円形若しくは多角形、あ
るいは円形と多角形の組み合わせや、略円形等の任意の
パターンで、塗布液を基材や基板に塗布し、塗布液のロ
スを大幅に低減させ、且つ塗布厚みを均一にする塗布装
置及び方法を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は、ノ
ズル及び／又は基材を走行させる走行工程と、前記ノズ
ルの吐出口スリット幅を変更する変更工程と、前記スリ
ットより塗布液を吐出し、前記基材に前記塗布液を塗布
する塗布工程とを備え、前記走行工程、前記変更工程及
び前記塗布工程を組み合わせて実行することを特徴とす
る塗布方法である。

【０００６】請求項１１の本発明は、塗布幅方向に移動
可能でありノズルの吐出口スリット幅を調節する閉塞手
段と、前記閉塞手段を移動させる移動装置及び移動量を
コントロールするコントロール装置を組み合わせた駆動
手段とを備えたことを特徴とする塗布装置である。

【０００７】請求項１５の本発明は、塗布幅方向におけ
る中央部から両端部にかけて徐々に広がった吐出口スリ
ットを有するノズル、及び／又は、基材を、前記ノズル
の前記塗布幅方向における中心を中心軸として回転させ
ながら、前記基材に塗布液を塗布することを特徴とする
塗布方法である。

【０００８】請求項１６の本発明は、塗布幅方向におけ
る端部から他方の端部にかけて徐々に広がった吐出口ス
リットを有するノズル、及び／又は、基材を、前記ノズ
ルの前記スリットの狭い方のスリット端部を中心軸とし
て回転させながら、前記基材に塗布液を塗布することを
特徴とする塗布方法である。

【０００９】請求項１７の本発明は、スリットから塗布
液を吐出し、前記スリットの吐出口付近に設けた塗布液
受け手段を塗布幅方向に移動させることを特徴とする塗
布方法である。

【００１０】請求項１９の本発明は、塗布直前にスリッ
ト吐出口からわずかの塗布液を吐出させておき、基材の
塗布始端が前記スリット吐出口付近を通過した後、前記
スリットから所定の塗布厚みに応じた塗布液の量を吐出
させ基材に塗膜を形成し、前記基材の塗布終端で、前記
スリットからの前記塗布液の吐出を停止することを特徴
とする塗布方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。

【００１２】（実施の形態１）図１から図６までに、本
発明にかかる第１の実施の形態の塗布方法を実施するた
めの装置の概略図を示す。

【００１３】本発明にかかる第１の実施の形態の塗布方
法を実施するための装置の構成を説明する。ノズル１に
はスリット４のギャップよりも若干厚みの薄い左右一対
の閉塞板２が設けられており、閉塞板２はバー３に固定
されている。バー３の端部には塗布幅方向に移動させる
ための移動装置６が設けられている。移動装置６は特に
限定するものではないが、例えばサーボモーターとギヤ
やベルトの組み合わせによるもの等、コントローラ１１
によりバー３と閉塞板２を移動させて塗布幅をプログラ
ム通りに変更できる機構であればよい。

【００１４】本発明にかかる第１の実施の形態の塗布方
法を上記装置の動作とともに説明する。塗布液７は、圧
送方式やポンプ方式あるいはシリンダ方式等の送液方式
によりノズル１のマニホールド５へ送り込まれ、スリッ
ト４から塗布幅方向で均一に吐出され、テーブル９上に
設置された基材８上に塗布される。閉塞板２をノズル１
の中心部から左右に移動させてスリット幅を変更するこ
とにより塗布幅を変更する。図１及び図２に、この様子
を示す。バー３の移動量はコントローラ１１のプログラ
ムに従い塗布中に変化させることができる。図３はノズ
ル１を塗布液７の吐出口側から見た図で、閉塞板２の移
動により塗布幅をゼロから徐々に広くしていく様子を示
している。図４及び図５はそれぞれ図２における断面Ａ
−ＡとＢ−Ｂを図中矢印の方向から見た断面図である。
図４に示すように塗布しない部分を形成するために、バ
ー３の周面でスリット４の入り口を閉塞することで塗布
したくない部分についてスリット４から塗布液７が押し
出されるのを防止する。従って、閉塞板２の幅方向の位
置によって塗布幅が決まり、閉塞板２の移動により塗布
幅を任意に変更でき、塗布幅の変化に応じた任意のパタ
ーンで塗布することが可能となる。又、塗布幅を変更し
ていったとき、塗布の厚みを一定にするために、塗布幅
に応じてノズルへの塗布液の供給量を調節し、吐出量を
変更していく必要がある。このときマニホールド圧力を
一定にするようにコントロールすると、スリット４及び
基材８とノズル１とのギャップ間での抵抗は一定のた
め、単位幅当たりの塗布液７の吐出量は一定となる。従
って、塗布幅の変更があっても、塗布厚みをより均一に
することができる。また基材への塗布厚みを一定にする
ためには、ノズル１と基材８とのギャップを一定にする
ことが重要である。ギャップが変動すると、塗布厚みバ
ラツキは大きくなる。例えばギャップが広くなると、吐
出量が一定にも関わらず塗布厚みは局部的に厚くなる。
本実施の形態では、ギャップを一定に保つ機構を特に限
定するものではないが、例えばノズル１を固定し、定盤
上を基材８を固定したテーブル９が移動することで、ギ
ャップを一定に保つ手段などでも良い。図６は本実施の
形態により基材８上に、塗布液７としてレジストを実質
上円形状に塗布している概略図である。塗布厚みは乾燥
後で１μｍ、厚みのバラツキは±１％以内と均一性は良
好であり、さらに本実施の形態によりレジストの材料ロ
スをゼロとすることができた。

【００１５】ノズル１への塗布液の供給手段についてさ
らに説明する。

【００１６】図８に示すように、液圧センサー１５によ
り得られるマニホールド内部の液圧に関する信号をタン
ク１２を加圧するガスの配管に設けた圧力調整弁１４に
フィードバックする。フィードバックされた信号に基づ
き、圧力調整弁１４を調節してガス圧力を変化させるこ
とで、塗布幅を徐々に変更しているノズル１内部の圧力
が一定となるように、ノズル１への塗布液７の供給圧力
を変更し、ノズル１への塗布液７の供給量を変更する。
ノズル１への塗布液７の供給量を塗布幅に応じて変更す
ることで、マニホールド５内部の液圧を一定に保ち、ノ
ズル１からの塗布液７の吐出量を塗布幅に見合った量に
変更することができる。ノズル１からの吐出量は、マニ
ホールド５内部の圧力が一定の場合、スリットによる抵
抗によって決まるため、スリット幅が小さい、すなわち
塗布幅が小さいときには吐出量も小さくなる。これによ
り、塗布幅を変更しても単位幅当たりの吐出量が一定と
なるようにして、塗布厚みを一定とすることが可能であ
る。

【００１７】又、図９に示すようにスリット幅を変更す
るための移動装置６をコントロールするコントローラ１
１により、塗布幅の変更に連動させて、ノズル１へ塗布
液７を供給するポンプ１３もコントロールし、塗布液７
の供給量を変更してもよい。具体的には、ポンプは精密
ギヤポンプや、ベローズ式ポンプ、ダイヤフラムポン
プ、ピストン式ポンプ等の定量ポンプを用い、コントロ
ーラ１１の信号により、ノズル１への塗布液７の供給量
を変更する。

【００１８】又、図１０に示すようにノズル１から塗布
液７を排出する流量調整弁１６がノズル１に設けられて
おり、その流量調整弁１６はコントローラ１１に接続さ
れている。流量調整弁１６はノズル１に直接設けなくて
も良く、ポンプからノズル１へ到るまでの塗布液供給配
管に設けても良い。タンクから圧送やポンプ等でノズル
１へ常に一定量の塗布液７を供給する。ここで言うポン
プとは、精密ギヤポンプや、ベローズ式ポンプ、ダイヤ
フラムポンプ、ピストン式ポンプ等の定量ポンプを用い
特に限定するものではない。ノズル１の塗布幅を変更し
ていくと同時に、コントローラ１１からの信号により流
量調整弁１６の開度を調節して、ノズル１の単位幅当た
りの吐出量が一定となるように塗布液７を排出する。

【００１９】又、図１１に示すように供給配管のポンプ
とノズル１の間に三方弁１７を設け、一方をノズル１へ
接続される供給配管の一部、他方をポンプへ戻る分岐配
管としておく。又、その分岐配管には、流量調整弁１８
が設けられており、更に、分岐配管の流量調整弁１８と
ポンプとの間、及び、供給配管のポンプと三方弁１７の
間には圧力計１９が設けられている。塗布液７は連続的
に供給され、塗布していないときは分岐配管を介してポ
ンプへ戻される。コントローラ１１の信号により三方弁
１７を切り替えてノズル１へ供給を開始し、塗布を開始
する。なおノズル１には予め塗布液７を充填しておく。
塗布をしていない時の塗布液供給部及び分岐配管内の液
圧とを流量調整弁１８により等しくしておき、更に塗布
をしている時の塗布液供給部の液圧も前記液圧と等しく
する。これにより、塗布開始直後と塗布終了直前でも、
マニホールド５内部の液圧は一定に保たれ、その結果塗
布厚みを常に均一になるようにして、塗布部全体の塗布
厚みを均一化することができ、塗布開始時点でポンプス
タートした瞬間には圧力が非常に高まる等のために塗布
の開始部や終了部分が目標とする塗布厚みよりも厚くな
ったり、薄くなったりするということがなくなる。これ
により塗布開始直後と塗布終了直前でも基材への塗布厚
みを均一にすることができる。ノズル１への塗布液７の
供給手段としては、圧送やポンプ等でノズル１へ常に一
定量の塗布液７を供給する。ここで言うポンプとは、精
密ギヤポンプや、ベローズ式ポンプ、ダイヤフラムポン
プ、ピストン式ポンプ等の定量ポンプを用い特に限定す
るものではない。

【００２０】本実施の形態において、塗布液７のノズル
１への供給量を塗布幅の変化に応じて変化させるち同時
に、マニホールド５内部の液圧を一定に保つこと及びノ
ズル１と基材８とのギャップを一定にすることにより、
基材への塗布厚みをより均一にすることができる。又、
実質上円形のウェーハー上に実質上円形にレジストを塗
布したい場合にも、従来のスピンコート法のように高価
なレジスト液を無駄にすることなく有効にウェーハー上
に塗布でき、コストを大幅に削減できる。又、任意のパ
ターンで塗布することが可能となる。

【００２１】（実施の形態２）図１から図６及び図１２
に、本発明にかかる第２の実施の形態の塗布装置の概略
図を示す。

【００２２】本発明にかかる第２の実施の形態の塗布装
置の構成を説明する。閉塞板２はスリット４のギャップ
よりも若干厚みの薄い左右一対のものであり、その閉塞
板２はバー３に固定され、バー３には塗布幅方向に移動
させるための移動装置６が接続されている。移動装置６
は特に限定するものではないが、例えばサーボモーター
とギヤやベルトの組み合わせによるもの等、コントロー
ラ１１により塗布幅をプログラム通りに変更できる機構
であればよい。バー３の移動量はコントローラ１１のプ
ログラムに従い塗布中に変化させることができる。ノズ
ル１は、図１２に示すように２つの本体ブロック２０と
左右一対のサイドブロック２１、左右一対のバー３に固
定された閉塞板２とから構成される。サイドブロック２
１にはバー３が貫通する孔２３が設けてある。また本体
ブロック２０には塗布液供給口２２を設けてある。バー
３及び閉塞板２は必ずしも左右一対の必要はなく、塗布
パターンによっては片側のみでも良い。閉塞板２の厚み
はスリット４のギャップよりも若干薄くする。例えばス
リットギャップ１００μｍの場合、閉塞板２の厚みは５
０〜９５μｍの範囲等とする。バー３の断面積をＡ、マ
ニホールドの断面積をＢとしたとき、Ａ≦Ｂ／２とす
る。

【００２３】本実施の形態における塗布装置の動作を説
明する。図１及び図２において、塗布液７は実施の形態
１で説明した圧送方式やポンプ方式あるいはシリンダ方
式等の送液方式によりノズル１のマニホールド５へ送り
込まれ、スリット４から塗布幅方向で均一に吐出され、
テーブル９上に設置された基材８上に塗布される。閉塞
板２をノズル１の中心部から左右に移動させてスリット
幅を変更することにより塗布幅を変更する。図３はノズ
ル１を塗布液７の吐出口側から見た図で、閉塞板２の移
動により塗布幅をゼロから徐々に広くしていく様子を示
している。図４及び図５はそれぞれ図２における断面Ａ
−ＡとＢ−Ｂである。図４に示すように塗布しない部分
を形成するために、バー３の周面でスリット４の入り口
を閉塞することでスリット４から塗布液７が押し出され
るのを停止する。従って、閉塞板２の移動により塗布幅
が任意に変更することが可能となる。このとき、マニホ
ールド５の断面積が１００ｍｍ²のとき、バー３の断面
積を５０ｍｍ²以下とする。バー３の断面積がこの範囲
を超えると、マニホールド５内部を移動するとき空間が
生じ、マニホールド５内部の塗布液７がこの空間を満た
そうと回り込み、スリット４から均一に塗布液７が吐出
されなくなる。本発明者らの検討では、バー３の断面積
はできるだけ小さい方が、閉塞板２移動中における塗布
液７の吐出に影響が小さくなることが判明した。また基
材への塗布厚みを一定にするためには、ノズル１と基材
８とのギャップを一定にすることが重要である。ギャッ
プが変動すると、例えば広くなると、吐出量が一定にも
関わらず塗布厚みは局部的に厚くなる。本実施の形態で
は、ギャップを一定に保つ機構を特に限定するものでは
ないが、例えばノズル１を固定し、定盤上を基材８を固
定したテーブル９が移動することで、ギャップを一定に
保つ手段などでも良い。図６は本実施の形態により基材
８上に、塗布液７としてレジストを用い略円形状に塗布
している概略図である。塗布厚みは乾燥後で１μｍ、厚
みのバラツキは±１％以内であり、本実施の形態により
レジストの材料ロスをゼロとすることができた。

【００２４】本実施の形態において、ノズル１のスリッ
ト幅の変化に応じてノズル１への塗布液の供給量を塗布
厚みを一定とするために変化させると同時に、マニホー
ルド５内部の液圧を一定に保つこと、バー３の断面積を
Ａ、マニホールドの断面積をＢとしたとき、Ａ≦Ｂ／２
とすること及びノズル１と基材８とのギャップを一定に
することにより、基材への塗布厚みをより均一にするこ
とができる。又、実質上円形のウェーハー上に実質上円
形にレジストを塗布したい場合にも、従来のスピンコー
ト法のように高価なレジスト液を無駄にすることなく有
効にウェーハー上に塗布でき、コストを大幅に削減でき
る。又、任意のパターンで塗布することが可能となる。

【００２５】（実施の形態３）図１３から図１８に、本
発明にかかる第３の実施の形態の塗布装置の概略図を示
す。

【００２６】本発明にかかる第３の実施の形態の塗布装
置の構成を説明する。閉塞板２４にはその閉塞板２４を
塗布幅方向に移動させるための移動装置６が接続されて
いる。閉塞板２４は図１８に示すようにバーを介して移
動装置６に接続されていてもよい。移動装置６は特に限
定するものではないが、例えばサーボモーターとギヤや
ベルトの組み合わせによるもの等、コントローラ１１に
より塗布幅をプログラム通りに変更できる機構であれば
よい。閉塞板２４の移動量はコントローラ１１のプログ
ラムに従い塗布中に変化させることができる。又、ノズ
ル１は、図１８に示すように２つの本体ブロック２０と
左右一対のサイドブロック２１、左右一対のバーに固定
された閉塞板２４とから構成される。本体ブロック２０
には塗布液供給口２２を設けてある。バー及び閉塞板２
４は必ずしも左右一対の必要はなく、塗布パターンによ
っては片側のみでも良い。閉塞板２４の厚みはノズル１
の先端と基材８とのギャップよりも若干薄くする。例え
ばギャップ１００μｍの場合、閉塞板の厚みは５０〜９
５μｍの範囲等とする。

【００２７】本実施の形態における塗布装置の動作を説
明する。図１３及び図１４において、塗布液７は圧送方
式やポンプ方式あるいはシリンダ方式等の送液方式によ
りノズル１のマニホールド５へ送り込まれ、スリット４
から塗布幅方向で均一に吐出され、テーブル９上に設置
された基材８上に塗布される。スリット４の出口部分で
左右一対の閉塞板２４をノズル１の中心部から左右に移
動させて、スリット幅を変更することにより塗布幅を変
更する。図１５及び図１６はそれぞれ図１４における断
面Ａ−ＡとＢ−Ｂである。図１５に示すように塗布しな
い部分を形成するために、閉塞板２４でスリット４の出
口部分を閉塞することでスリット４から塗布液７が押し
出されるのを停止する。従って、閉塞板２４の移動によ
り塗布幅を任意に変更することが可能となる。また基材
への塗布厚みを一定にするために、ノズル１と基材８と
のギャップを一定にすることが重要である。ギャップが
変動すると、例えば広くなると、吐出量が一定にも関わ
らず塗布厚みは局部的に厚くなる。本実施の形態では、
ギャップを一定に保つ機構を特に限定するものではない
が、例えばノズル１を固定し、定盤上を基材８を固定し
たテーブル９が移動することで、ギャップを一定に保つ
手段などでも良い。図１７は本実施の形態により基材８
上に、塗布液７としてレジストを用い略円形状に塗布し
ている概略図である。塗布厚みは乾燥後で１μｍ、厚み
のバラツキは±１％以内であり、本実施の形態によりレ
ジストの材料ロスをゼロとすることができた。

【００２８】本実施の形態において、実施の形態１で説
明したノズル１への塗布液の供給手段によりノズル１内
部の圧力を一定にする方式等を用いて、マニホールド５
内部の液圧を一定に保つこと、ノズル１と基材８とのギ
ャップを一定にすること及びスリット４の出口部分を閉
塞する閉塞板２４を移動することにより、基材８への塗
布厚みをより均一にすることができる。又、実質上円形
のウェーハー上に実質上円形にレジストを塗布したい場
合にも、従来のスピンコート法のように高価なレジスト
液を無駄にすることなく有効にウェーハー上に塗布で
き、コストを大幅に削減できる。又、任意のパターンで
塗布することが可能となる。

【００２９】（実施の形態４）図１９から図２２に、本
発明にかかる第４の実施の形態の塗布方法の概略図を示
す。

【００３０】本発明にかかる第４の実施の形態の塗布装
置の構成を説明する。図２０は図１９において塗布液を
塗布している時の装置の部分断面図である。ノズル１の
スリットギャップは図２１、図２２に示すように中心軸
Ｚ−Ｚから両端部にかけて徐々に広がっており、ノズル
１の中心軸Ｚ−Ｚを回転の中心として、図１９に示すよ
うに基材８を回転させ、円形状に塗布液７を塗布する。
なお、基材８は固定で、ノズル１を回転させても良い。
ノズル１のスリットギャップは、基材８もしくはノズル
１の回転速度と塗布厚み、塗布液７の粘度で適時選択す
る。

【００３１】本実施の形態における塗布装置の動作を説
明する。塗布液７は例えば図７に示す圧送方式やポンプ
方式あるいはシリンダ方式等の送液方式によりノズル１
のマニホールド５へ送り込まれ、スリット４から塗布幅
方向で均一に吐出され、テーブル９上に設置された基材
８上に塗布される。塗布の方法としては、基材８もしく
はノズル１を１８０度回転させ１回の塗布で完了する場
合と、塗布厚みに応じて何回も回転させる場合もある。
要するに塗布厚みに応じて基材８もしくはノズル１を回
転させる。図１９は本実施の形態により基材８上に、塗
布液７としてレジストを実質上円形状に塗布している概
略図である。塗布厚みは乾燥後で１μｍ、厚みのバラツ
キは±１％以内であり、本実施の形態によりレジストの
材料ロスをゼロとすることができた。

【００３２】本実施の形態において、図７に示すような
圧送方式や、図示していないがポンプによる送液手段と
圧力センサとを組み合わせたフィードバック方式により
ノズル１内部の圧力を一定にする方式等を用いて、マニ
ホールド５内部の液圧を一定に保つこと、及び、ノズル
１のスリットギャップを基材８もしくはノズル１の回転
速度、塗布厚み及び塗布液７の粘度で適時選択すること
により、基材８への塗布厚みをより均一にすることがで
きる。又、実質上円形のウェーハー上に実質上円形にレ
ジストを塗布したい場合にも、従来のスピンコート法の
ように高価なレジスト液を無駄にすることなく有効にウ
ェーハー上に塗布でき、コストを大幅に削減できる。

【００３３】（実施の形態５）図２３から図２５及び図
２０に、本発明にかかる第５の実施の形態の塗布装置の
概略図を示す。

【００３４】本発明にかかる第５の実施の形態の塗布装
置の構成を説明する。ノズル１のスリットギャップは図
２４、図２５に示すように一方のスリット端部の軸Ｚ−
Ｚから他方の端部にかけて徐々に広がっており、ノズル
１の軸Ｚ−Ｚを回転の中心として、図２３に示すように
基材８を回転させ、円形状に塗布液７を塗布する。な
お、基材８は固定で、ノズル１を回転させても良い。ノ
ズル１のスリットギャップは、基材８もしくはノズル１
の回転速度と塗布厚み及び塗布液７の粘度で適時選択す
る。

【００３５】本実施の形態における塗布装置の動作を説
明する。図２０は図２３において塗布液を塗布している
時の装置の部分断面図である。塗布液７は圧送方式やポ
ンプ方式あるいはシリンダ方式等の送液方式によりノズ
ル１のマニホールド５へ送り込まれ、スリット４から塗
布幅方向で均一に吐出され、テーブル９上に設置された
基材８上に塗布される。塗布の方法としては、基材８も
しくはノズル１を３６０度回転させ１回の塗布で完了す
る場合と、塗布厚みに応じて何回も回転させる場合もあ
る。要するに塗布厚みに応じて基材８もしくはノズル１
を回転させる。図２３は本実施の形態により基材８上
に、塗布液としてレジストを実質上円形状に塗布してい
る概略図である。塗布厚みは乾燥後で１μｍ、厚みのバ
ラツキは±１％以内であり、本実施の形態によりレジス
トの材料ロスをゼロとすることができた。

【００３６】本実施の形態において、図７に示すような
圧送方式や、図示していないがポンプによる送液手段と
圧力センサとを組み合わせたフィードバック方式により
ノズル１内部の圧力を一定にする方式等を用いて、マニ
ホールド５内部の液圧を一定に保つこと、及び、ノズル
１のスリットギャップを基材８もしくはノズル１の回転
速度、塗布厚み及び塗布液７の粘度で適時選択すること
により、基材８への塗布厚みをより均一にすることがで
きる。又、実質上円形のウェーハー上に実質上円形にレ
ジストを塗布したい場合にも、従来のスピンコート法の
ように高価なレジスト液を無駄にすることなく有効にウ
ェーハー上に塗布でき、コストを大幅に削減できる。

【００３７】（実施の形態６）図２６、図２７に、本発
明にかかる第６の実施の形態の塗布方法を実施するため
の装置の概略図を示す。

【００３８】本発明にかかる第６の実施の形態の塗布方
法を実施するための装置の構成を説明する。スリット４
の出口には左右一対の液受け２５が設けられており、液
受け２５はその液受け２５を塗布幅方向に移動させるた
めの移動装置６と接続されている。液受け２５はバー３
を介して移動装置６と接続されていてもよい。移動装置
６は特に限定するものではないが、例えばサーボモータ
ーとギヤやベルトの組み合わせによるもの等、コントロ
ーラ１１により塗布幅をプログラム通りに変更できる機
構であればよい。液受け２５の移動量はコントローラ１
１のプログラムに従い塗布中に変化させることができ
る。

【００３９】本実施の形態における塗布方法を上記装置
の動作とともに説明する。塗布液７は圧送方式やポンプ
方式あるいはシリンダ方式等の送液方式によりノズル１
のマニホールド５へ送り込まれ、スリット４から塗布幅
方向で均一に吐出され、テーブル９上に設置された基材
８上に塗布される。液受け２５をノズル１の中心部から
左右に移動させることでスリット幅を変更し、塗布幅を
変更する。液受け２５で受けた塗布液７を回収し、再度
基板８上に塗布することもできる。あるいは、廃棄して
も良い。又、基材への塗布厚みを一定にするためには、
ノズル１と基材８とのギャップを一定にすることが重要
である。ギャップが変動すると、例えば広くなると、吐
出量が一定にも関わらず塗布厚みは局部的に厚くなる。
本実施の形態では、ギャップを一定に保つ機構を特に限
定するものではないが、例えばノズル１を固定し、定盤
上を基材８を固定したテーブル９が移動することで、ギ
ャップを一定に保ってもよい。

【００４０】本実施の形態において、図７に示すような
圧送方式や、図示していないがポンプによる送液手段と
圧力センサとを組み合わせたフィードバック方式により
ノズル１内部の圧力を一定にする方式等を用いて、マニ
ホールド５内部の液圧を一定に保つこと、及び、ノズル
１のスリットギャップを一定に保つことにより、基材８
への塗布厚みをより均一にすることができる。又、実質
上円形のウェーハー上に実質上円形にレジストを塗布し
たい場合にも、液受け２５を用いることにより従来のス
ピンコート法のように高価なレジスト液を無駄にするこ
となく有効にウェーハー上に塗布でき、コストを大幅に
削減できる。又、任意のパターンで塗布することが可能
となる。

【００４１】（実施の形態７）図２８、図２９に、本発
明にかかる第７の実施の形態の塗布方法を実施するため
の装置の概略図を示す。

【００４２】本発明にかかる第７の実施の形態の塗布方
法を実施するための装置の構成を説明する。ノズル２に
はマニホールド５とスリット４が設けて有り、ノズル２
の先端と基材８との間には所定のギャップを設定してい
る。このギャップは塗布厚みにより任意に設定する。ノ
ズル１への塗布液７の供給は、例えば図２９に示すよう
に、タンク１２からポンプ１３により三方弁１７を通り
供給する。塗布していないときは三方弁１７を切り替え
て塗布液７をタンク１２へリターンさせる。

【００４３】本実施の形態の最大の特徴は、基材８へ塗
布する直前にノズル１の先端から塗布液をわずかに吐出
させておくことにある。これにより塗布スタートから均
一な塗膜を得ることが可能となる。吐出量は、ノズル１
の先端と基材８のギャップを満たす分量であればよい。
従って、ギャップにより吐出量は変化させなければなら
ないが、これまでの検討では０．００１ｃｃから１ｃｃ
の範囲である。この範囲よりも少ないと、塗布前に塗布
液を吐出していないのと同じことになり、塗布スタート
部の膜厚が薄かったり、あるいは空気が巻き込まれて塗
膜を形成できなくなる。また前記範囲よりも多い場合、
塗布スタート部の膜厚が厚くなり、塗膜の品質が著しく
劣化する。

【００４４】上記した塗布直前のわずかな塗布液吐出を
行った後、基材８をノズル１の下に通過させる。基材８
の塗布始端部がノズル１の先端部を通過すると同時に、
三方弁１７を切り替えてノズル１への塗布液供給を開始
し、塗布を行う。さらに基材８の塗布終端部がノズル１
の先端部を通過すると同時に三方弁１７を切り替えて、
ノズル１への塗布液の供給を停止すると同時に、塗布液
をタンク１２へリターンさせる。これにより塗布始端部
から終端部に到るまで均一な厚みで塗布を行うことが可
能となる。

【００４５】本実施の形態により、正方形や長方形のガ
ラス板などの基材上に実質上角形にレジスト等の塗布液
を塗布したい場合にも、従来のスピンコート法のように
高価なレジスト液を無駄にすることなく有効に基材上に
塗布でき、コストを大幅に削減でき、さらに塗布厚みを
均一にできるという製品品質の格段の向上が図れる。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明により、基板上に塗布液のロスがゼロで且つ任意の
パターンで、塗布厚みを均一に塗布することが可能であ
り、半導体や液晶などレジスト工程を必要とする分野に
おいて大幅なコストダウンと製品品質の向上を達成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる第１の実施の形態の塗布方法を
示す略示構成図である。

【図２】本発明にかかる第１の実施の形態の塗布方法を
示す略示構成図である。

【図３】本発明にかかる第１の実施の形態のノズルの斜
視図である。

【図４】本発明にかかる第１の実施の形態の塗布部の断
面図である。

【図５】本発明にかかる第１の実施の形態の塗布部の断
面図である。

【図６】本発明にかかる第１の実施の形態の塗布方法を
示す斜視図である。

【図７】本発明にかかる第４の実施の形態の塗布液供給
系を示す略示構成図である。

【図８】本発明にかかる第１の実施の形態の塗布液供給
系を示す略示構成図である。

【図９】本発明にかかる第１の実施の形態の塗布液供給
系を示す略示構成図である。

【図１０】本発明にかかる第１の実施の形態の塗布液供
給系を示す略示構成図である。

【図１１】本発明にかかる第１の実施の形態の塗布液供
給系を示す略示構成図である。

【図１２】本発明にかかる第２の実施の形態のノズルを
分解した斜視図である。

【図１３】本発明にかかる第３の実施の形態の塗布方法
を示す略示構成図である。

【図１４】本発明にかかる第３の実施の形態の塗布方法
を示す略示構成図である。

【図１５】本発明にかかる第３の実施の形態の塗布部の
断面図である。

【図１６】本発明にかかる第３の実施の形態の塗布部の
断面図である。

【図１７】本発明にかかる第３の実施の形態の塗布方法
を示す斜視図である。

【図１８】本発明にかかる第３の実施の形態のノズルを
分解した斜視図である。

【図１９】本発明にかかる第４及び５の実施の形態の塗
布方法を示す斜視図である。

【図２０】本発明にかかる第４及び５の実施の形態の塗
布部の断面図である。

【図２１】本発明にかかる第４の実施の形態のノズルの
斜視図である。

【図２２】本発明にかかる第４の実施の形態のノズルの
斜視図である。

【図２３】本発明にかかる第５の実施の形態の塗布方法
を示す斜視図である。

【図２４】本発明にかかる第５の実施の形態のノズルの
斜視図である。

【図２５】本発明にかかる第５の実施の形態のノズルの
斜視図である。

【図２６】本発明にかかる第６の実施の形態の塗布方法
を示す略示構成図である。

【図２７】本発明にかかる第６の実施の形態の塗布方法
を示す略示構成図である。

【図２８】本発明にかかる第７の実施の形態の塗布方法
を示す略示構成図である。

【図２９】本発明にかかる第７の実施の形態の塗布方法
を示す略示構成図である。

【図３０】従来のスピンコート法の原理を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ノズル２閉塞板３バー４スリット５マニホールド６移動装置７塗布液８基材９テーブル１０塗膜１１コントローラ１２タンク１３ポンプ１４圧力調整弁１５液圧センサ１６流量調整弁１７三方弁１８流量調整弁１９圧力計２０本体ブロック２１サイドブロック２２塗布液供給口２３孔２４閉塞板２５液受け

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズル及び／又は基材を走行させる走行
工程と、前記ノズルの吐出口スリット幅を変更する変更
工程と、前記スリットより塗布液を吐出し、前記基材に
前記塗布液を塗布する塗布工程とを備え、前記走行工
程、前記変更工程及び前記塗布工程を組み合わせて実行
することを特徴とする塗布方法。
【請求項２】塗布厚みを目標とする厚さにするため
に、前記ノズルの前記スリット幅に応じ、前記塗布液の
供給量を調節する供給量調節工程を備えたことを特徴と
する請求項１記載の塗布方法。
【請求項３】塗布厚みを目標とする厚さにするため
に、前記ノズルの前記スリット幅に応じ、前記ノズル又
は前記塗布液の供給配管に設けられた排出口からの前記
塗布液の排出量を調節する排出量調節工程を備えたこと
を特徴とする請求項１記載の塗布方法。
【請求項４】塗布液供給部から供給される前記塗布液
を前記ノズルへ供給するか、前記ノズルへ供給せず前記
塗布液供給部へ戻すかの切り替えを、前記塗布液の供給
配管を三方弁を用いて分岐させ、その分岐配管を前記塗
布液供給部へ導いた上で、その三方弁を切り替えること
により行う切替工程を備えたことを特徴とする請求項１
ないし３記載いずれかの塗布方法。
【請求項５】塗布厚みを目標とする厚さにするため
に、前記ノズルに前記塗布液を供給せずに前記塗布液供
給部へ、前記三方弁及び前記分岐配管を介して、戻して
いる時の塗布液供給部の液圧及びその時の前記分岐配管
内の液圧と、前記ノズルに前記塗布液を供給している時
の塗布液供給部の液圧とを等しくなるようにすることに
より、前記ノズルに供給される前記塗布液の液圧が塗布
開始直後と塗布終了直前でも一定となるようにする液圧
調節工程を備えたことを特徴とする請求項４記載の塗布
方法。
【請求項６】ノズルには前記塗布液が供給されず前記
塗布液供給部へ戻されている時、前記ノズルには塗布液
が充填されていることを特徴とする請求項５記載の塗布
方法。
【請求項７】塗布幅に応じてノズルへの塗布液供給圧
力を変化させることを特徴とする請求項１ないし４記載
いずれかの塗布方法。
【請求項８】ノズル内部の圧力を一定に保ちながら塗
布することを特徴とする請求項１ないし４記載いずれか
の塗布方法。
【請求項９】基材と前記ノズルとの隙間を一定に保ち
ながら塗布することを特徴とする請求項１ないし５記載
いずれかの塗布方法。
【請求項１０】吐出口スリット以外のスリットからも
外部へ塗布液が出されることを特徴とする請求項１ない
し５記載いずれかの塗布方法。
【請求項１１】塗布幅方向に移動可能でありノズルの
吐出口スリット幅を調節する閉塞手段と、前記閉塞手段
を移動させる移動装置及び移動量をコントロールするコ
ントロール装置を組み合わせた駆動手段とを備えたこと
を特徴とする塗布装置。
【請求項１２】閉塞手段が移動するのは前記ノズルの
内部であることを特徴とする請求項１１記載の塗布装
置。
【請求項１３】閉塞手段が移動するのは前記ノズルの
外部であることを特徴とする請求項１１記載の塗布装
置。
【請求項１４】前記閉塞手段は、連結して動くバーと
閉塞板を有し、そのバーはノズルのマニホールド内に存
在し、前記スリット吐出口のスリット幅はそのバーの側
面と前記閉塞板により調節され、前記バーの、前記移動
方向に実質上直交する方向（Ｘ）の断面積をＡ、前記ノ
ズル内部の前記マニホールドの内部空間の前記方向
（Ｘ）の断面積をＢとしたとき、Ａ≦Ｂ／２であること
を特徴とする請求項１１もしくは１２記載いずれかの塗
布装置。
【請求項１５】塗布幅方向における中央部から両端部
にかけて徐々に広がった吐出口スリットを有するノズ
ル、及び／又は、基材を、前記ノズルの前記塗布幅方向
における中心を中心軸として回転させながら、前記基材
に塗布液を塗布することを特徴とする塗布方法。
【請求項１６】塗布幅方向における端部から他方の端
部にかけて徐々に広がった吐出口スリットを有するノズ
ル、及び／又は、基材を、前記ノズルの前記スリットの
狭い方のスリット端部を中心軸として回転させながら、
前記基材に塗布液を塗布することを特徴とする塗布方
法。
【請求項１７】スリットから塗布液を吐出し、前記ス
リットの吐出口付近に設けた塗布液受け手段を塗布幅方
向に移動させることを特徴とする塗布方法。
【請求項１８】前記塗布液受け手段と前記スリットの
吐出口との間に隙間が設けられていることを特徴とする
請求項１７記載の塗布方法。
【請求項１９】塗布直前にスリット吐出口からわずか
の塗布液を吐出させておき、基材の塗布始端が前記スリ
ット吐出口付近を通過した後、前記スリットから所定の
塗布厚みに応じた塗布液の量を吐出させ基材に塗膜を形
成し、前記基材の塗布終端で、前記スリットからの前記
塗布液の吐出を停止することを特徴とする塗布方法。
【請求項２０】塗布直前にスリット吐出口から吐出さ
せておく塗布液の量は、スリット吐出口と基材との隙間
を満たす量であることを特徴とする請求項１９記載の塗
布方法。
【請求項２１】塗布直前にスリット吐出口から吐出さ
せておく塗布液の量は、０．００１ｃｃから１ｃｃの範
囲であることを特徴とする請求項２０記載の塗布方法。
【請求項２２】塗布中におけるスリット吐出口と基材
との隙間は一定であることを特徴とする請求項１９記載
の塗布方法。