JPH11354419A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗布液の形状が特定の形状となったことに基
づいて基板の回転を加速することにより、基板の表面に
安定して塗布液を少なく均一に塗布被膜を形成できる。 【解決手段】 供給ノズル５から基板Ｗに供給された塗
布液が周縁部に拡がって基板Ｗの表面全体を覆う前に、
電動モータ３で基板Ｗの回転を加速することにより塗布
被膜を形成する塗布装置において、基板Ｗの表面を撮影
するＣＣＤカメラ２５と、処理前に、基板Ｗの表面全体
を塗布液が覆う前までの特定時点における塗布液の形状
を予め撮影して特定形状として記憶する画像メモリと、
処理時に、塗布液の処理時形状が画像メモリに記憶され
ている特定形状と一致したことを判別する画像処理部
と、形状が一致した時点で電動モータ３による加速を開
始するように制御する制御部２０とを備えている。

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（以下、単に基板と称する）
にフォトレジスト液やシリカ系被膜形成材などの塗布液
を供給して基板に塗布被膜を形成する塗布装置に係り、
特に、基板に塗布液を供給した後に、基板の回転を加速
して塗布被膜を形成する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の塗布装置として、例え
ば、特開平9-7930号公報に示すようなものがある。この
装置では、基板を低速回転させつつ回転中心付近に塗布
液を供給し、遠心力により拡がってゆく塗布液が基板の
周縁部に達する前に回転数を上げてゆくように構成され
ている。

【０００３】図３に示すように、基板Ｗに供給された塗
布液Ｒは、平面視でほぼ円形状の塊Ｒ_a （以下、これを
コアと称する）のまま暫くその径を拡大してゆくが、そ
の後はコアＲ_a の円周部から基板Ｗの周縁部に向かって
多数の細長い塗布液の流れＲ _b （以下、これをヒゲと称
する）が放射状に伸び始める。多数のヒゲＲ_b が基板Ｗ
の周縁部に達すると、塗布液Ｒが供給され続けているコ
アＲ_a からヒゲＲ_b を通して大量に塗布液Ｒが周囲に飛
散するため、基板Ｗの全面を塗布液Ｒが覆うまでの被覆
所要時間が長くなり塗布液Ｒの消費量が多くなる。そこ
で、基板Ｗの全面が塗布液Ｒで覆われる前、より具体的
にはヒゲＲ_b が基板Ｗの周縁部に達する前に基板Ｗの回
転を加速してヒゲＲ_b に慣性力を与えると、ヒゲＲ_b の
幅が周方向に急激に拡がるので全面被覆所要時間を短縮
することができる。その結果、この装置では、塗布被膜
の形成に必要な塗布液の量を極めて少なくすることがで
きるようになっている。

【０００４】上述したように基板の回転を加速すること
により、塗布液の消費量を少なくすることができる一
方、その効果を最大限に得るためには加速のタイミング
が極めて重要となっている。つまり、コアＲ_a からヒゲ
Ｒ_b が生じる前に加速したり、ヒゲＲ_b が基板Ｗの周縁
部に達して、大量の塗布液Ｒが飛散した後に加速したり
することがないように、コアＲ_a から基板Ｗの周縁部に
向かってヒゲＲ_b が伸び始めて基板Ｗの周縁部に達する
前までの塗布液Ｒの特定の形状のときに加速するのが好
適である。

【０００５】そのために塗布液Ｒがノズルから吐出され
た時点や、ノズルから吐出された塗布液Ｒが基板Ｗの表
面に到達した時点を検出し、この時点からヒゲＲ_b が基
板Ｗの周縁部に達するまでの周縁到達時間を予め計測し
ておく。そして、吐出／到達検出時点から加速するまで
の時間を周縁到達時間内で種々に変えつつ実験を行っ
て、塗布液Ｒの少ない消費量で均一に成膜できる時間を
特定しておき、基板Ｗの処理時には、センサなどにより
塗布液Ｒの吐出／到達検出時点から特定時間が経過した
時点において基板Ｗの回転を加速するように制御してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、塗布液の吐出／到達検出時点から予め
設定された特定時間が経過した時点で基板の回転を加速
したとしても、ノズルから供給される塗布液の供給速度
の変動や基板の表面状態のバラツキに起因して塗布液の
拡がり具合、特にヒゲの伸び具合が変動するため、加速
時点における塗布液の形状が安定せず、塗布液少なく均
一に成膜できないことがある。

【０００７】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、塗布液の形状が特定の形状となったこ
とに基づいて基板の回転を加速することにより、安定し
て塗布液少なく均一に塗布被膜を形成することができる
塗布装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の塗布装置は、塗布液供給手段から
基板に供給された塗布液が周縁部に拡がって基板の表面
全体を覆う前に、回転支持手段で基板の回転を加速する
ことにより塗布被膜を形成する塗布装置において、基板
の表面で周縁部に向かって拡がってゆく塗布液を撮影す
る撮影手段と、基板の表面全体を塗布液が覆う前までの
特定時点における塗布液の形状を前記撮影手段により予
め撮影して特定形状として記憶する記憶手段と、前記撮
影手段により撮影を行い、塗布液の処理時形状が前記記
憶手段に記憶されている特定形状と一致したことを判別
する形状判別手段と、前記形状判別手段が形状の一致を
判断した時点で前記回転支持手段による基板の回転の加
速を開始するように制御する制御手段と、を備えている
ことを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２に記載の塗布装置は、塗布
液供給手段から基板に供給された塗布液が周縁部に拡が
って基板の表面全体を覆う前に、回転支持手段で基板の
回転を加速することにより塗布被膜を形成する塗布装置
において、基板の表面で周縁部に向かって拡がってゆく
塗布液を撮影する撮影手段と、基板の表面を拡がってゆ
く塗布液を前記撮影手段により予め撮影し、基板の表面
全体を塗布液が覆う前までの特定時点において特定領域
内を占める塗布液の面積に応じた濃度を特定濃度として
記憶しておく記憶手段と、前記撮影手段によって撮影さ
れた特定領域内における塗布液の処理時濃度が前記記憶
手段に記憶されている特定濃度と一致したことを判別す
る濃度判別手段と、前記濃度判別手段が濃度の一致を判
断した時点で前記回転支持手段による基板の回転の加速
を開始するように制御する制御手段と、を備えているこ
とを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項３に記載の塗布装置は、請求
項２に記載の塗布装置において、前記特定領域は、基板
の回転中心付近で円形状の領域に設定してあることを特
徴とするものである。

【００１１】また、請求項４に記載の塗布装置は、請求
項２に記載の塗布装置において、前記特定領域は、基板
の回転中心側から周縁部までの間で矩形状の領域に設定
してあることを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項５に記載の塗布装置は、塗布
液供給手段から基板に供給された塗布液が周縁部に拡が
って基板の表面全体を覆う前に、回転支持手段で基板の
回転を加速することにより塗布被膜を形成する塗布装置
において、塗布液が基板の表面に供給されてから周縁部
に達するまでの基板の表面からの反射光を検出する光検
出手段と、基板の表面を塗布液が拡がってゆく際に前記
光検出手段により反射光を検出し、基板の表面全体を塗
布液が覆う前までの特定時点における反射光強度を特定
反射光強度として記憶しておく記憶手段と、前記光検出
手段により反射光強度を検出し、この処理時反射光強度
が前記記憶手段に記憶されている特定反射光強度と一致
したことを判別する光強度判別手段と、前記光強度判別
手段が光強度の一致を判断した時点で前記回転支持手段
による基板の回転の加速を開始するように制御する制御
手段と、を備えていることを特徴とするものである。

【００１３】また、請求項６に記載の塗布装置は、請求
項５に記載の塗布装置において、前記光検出手段を複数
個設けたことを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の発明の作用は次のとおりであ
る。塗布液供給手段から基板に供給された塗布液が回転
支持手段による遠心力で拡がって基板の表面全体を覆う
までの特定時点における塗布液の形状を処理前に撮影手
段で撮影し、特定形状として記憶手段に記憶しておく。
基板の処理時には、基板面を拡がってゆく塗布液を撮影
手段で逐次撮影し、処理時形状と特定形状との一致度合
いを形状判別手段で判別して、これらが一致した時点で
制御手段が回転支持手段による基板の回転の加速を開始
する。したがって、塗布液供給手段からの塗布液の供給
速度の変動や基板の表面状態のバラツキに係わらず、加
速時点における塗布液の形状をほぼ同一のものにするこ
とができて安定させることができる。

【００１５】また、請求項２に記載の発明によれば、塗
布液供給手段から供給された塗布液が回転支持手段によ
る遠心力で拡がって基板の表面全体を覆うまでの特定時
点において、撮影手段により撮影した特定領域内を占め
る塗布液の面積を求め、これに応じた濃度を特定濃度と
して記憶手段に記憶しておく。基板の処理時には、塗布
液を撮影手段で逐次撮影し、濃度判別手段により処理時
濃度と特定濃度との一致を判別して、これらが一致した
時点で制御手段が回転支持手段による基板の回転の加速
を開始する。したがって、塗布液の供給速度の変動や基
板の表面状態のバラツキに係わらず、加速時点における
塗布液の形状をほぼ安定させることができる。

【００１６】また、請求項３に記載の発明によれば、回
転中心付近で円形状の領域を特定領域として設定して、
コアがその領域を半分占めた状態やその領域内で拡がり
きった状態を特定濃度として検出することができる。

【００１７】また、請求項４に記載の発明によれば、回
転中心から周縁部までの間で矩形状の領域を特定領域と
して設定して、ヒゲがその領域をある割合で占めた状態
を特定濃度として検出することができる。

【００１８】また、請求項５に記載の発明によれば、塗
布液供給手段から供給された塗布液が回転支持手段によ
る遠心力で拡がって基板の表面全体を覆うまでの特定時
点における反射光強度を光検出手段で検出して特定反射
光強度として記憶手段に記憶しておく。基板の処理時に
は、光強度判別手段により処理時反射光強度を判別し
て、これと特定反射光強度とが一致した時点で制御手段
が回転支持手段による基板の回転の加速を開始する。し
たがって、塗布液の供給速度の変動や基板の表面状態の
バラツキなどに係わらず、加速時点における塗布液の形
状をほぼ安定させることができる。

【００１９】また、請求項６に記載の発明によれば、複
数カ所の反射光を光検出手段で検出して各箇所の特定反
射光強度を記憶しておいて、各々の処理時反射光強度と
の比較によって加速を開始するようにしてもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を説明する。 ＜第１実施例＞図１は、本実施例に係る塗布装置の概略
構成を示すブロック図である。

【００２１】基板Ｗは、吸引式スピンチャック１により
水平姿勢で吸着保持され、回転軸２を介して電動モータ
３により回転中心Ｐ周りに回転駆動される。基板Ｗの周
囲には、塗布液の一例であるフォトレジスト液の飛散を
防止するための飛散防止カップ４ａが配設されている。
また、この飛散防止カップ４ａの上部開口には、ダウン
フローを取り込むための複数個の開口を上部に形成され
た上部蓋部材４ｂが、この装置のフレームに固定されて
位置固定の状態で配設されている。また、図示しない搬
送機構が未処理の基板Ｗを吸引式スピンチャック１に載
置したり、処理済みの基板Ｗを受け取る際には、図示し
ない昇降機構が飛散防止カップ４ａのみを下降させるこ
とによって、飛散防止カップ４ａと上部蓋部材４ｂとを
離間させ、吸引式スピンチャック１を飛散防止カップ４
ａの上部開口から上方に突出させるようになっている。
なお、上述した吸引式スピンチャック１と、回転軸２
と、電動モータ３とが本発明の回転支持手段に相当す
る。

【００２２】飛散防止カップ４ａの側方には、搬入され
た基板Ｗの回転中心Ｐの上方に相当する供給位置（図中
の実線）と、基板Ｗ上から側方に離れた退避位置（図中
の点線）との間で移動可能に構成された供給ノズル５が
配設されている。供給ノズル５には供給配管１２が接続
されており、サックバックバルブ１３と、ベローズポン
プ１４と、逆止弁１５とを介して、フォトレジスト液を
貯留している貯留タンク１６に連通接続されている。サ
ックバックバルブ１３は、供給ノズル５の吐出孔５ａか
ら露出しているフォトレジスト液を僅かに引き戻して乾
燥・固化を防止したり、先端部５ｂからのいわゆる「ぼ
た落ち」を抑制するように作動するものである。なお、
供給ノズル５が本発明における塗布液供給手段に相当す
る。

【００２３】ベローズポンプ１４は、図示しない複動式
エアシリンダに連動して動作し、貯留タンク１６内のフ
ォトレジスト液を供給管１２に送り込む。逆止弁１５
は、送り込み動作に伴って生じるフォトレジスト液の貯
留タンク１６側への逆流を防止するものである。

【００２４】また、ノズル移動機構１７は、本発明の制
御手段に相当する制御部２０により制御されるようにな
っており、供給ノズル５を退避位置から供給位置に移動
したり、逆に供給位置から退避位置に移動する。

【００２５】上部蓋部材４ｂの上部内周面には、その左
側にＣＣＤカメラ２５が、その右側にストロボ２７が配
設されている。本発明の撮影手段に相当するＣＣＤカメ
ラ２５は、固体撮像素子であるＣＣＤと、高速度に対応
した電子シャッターと、レンズなどから構成されてお
り、その撮影視野が基板Ｗの回転中心を含む範囲に設定
されている。例えば、図３に示すように基板Ｗの全面が
撮影可能な広めの撮影視野が設定されている。この撮影
視野中においてフォトレジスト液が供給ノズル５の吐出
孔５ａから吐出されて基板Ｗの表面に到達した後、コア
Ｒ_a から発生したヒゲＲ_b が基板Ｗの周縁部に到達する
前までの特定の形状を捉えられるような正方形の領域が
処理領域Ｄ１として設定されている。

【００２６】ストロボ２７は、フォトレジスト液が感光
しないように装置自体が暗室内に設置されているので、
撮影時の照明として用いるためのものであり、例えば、
キセノンランプと、５００ｎｍ以上の波長を透過するバ
ンドパスフィルタとを組み合わせて構成されている。こ
れらのＣＣＤカメラ２５およびストロボ２７は、加速タ
イミング検出部５０に接続されている。

【００２７】図２を参照して加速タイミング検出部５０
について説明する。ストロボ２７は、ストロボ電源５１
から所要の電力を供給されて連続的に点灯されている。
ＣＣＤカメラ２５は、その動作制御、例えば、撮影タイ
ミングや電子シャッターの動作速度などの制御がカメラ
制御部５２によって制御される。カメラ制御部５２への
撮影開始指示は、制御部２０からＩ／Ｏ制御部５３へト
リガ信号が入力されることによって行われる。詳細は後
述するが、基板の“処理前”にＩ／Ｏ制御部５３へトリ
ガ信号が与えられた場合には、その時点でＣＣＤカメラ
２５による基板表面の撮影が行われ、基板の“処理時”
にＩ／Ｏ制御部５３へトリガ信号が入力された場合に
は、その時点からある条件を満たすまで撮影を所定の周
期で繰り返し行う。

【００２８】なお、好適な電子シャッターの速度は、処
理対象である基板の回転数や基板径などによって異なる
が、コアＲ_a とともに回転している多数のヒゲＲ_b を鮮
明に捉えるために高速であるほど好ましく、例えば、１
／５００秒や、１／１０００秒程度である。また、上記
ストロボ電源５１は、連続的にストロボ２７に電力供給
を行う必要はなく、ＣＣＤカメラ２５による基板表面の
撮影時を含む適宜の範囲においてのみ電源を供給してス
トロボ２７を間欠的に点灯させるようにしてもよい。

【００２９】基板への“処理前”に行われる撮影では、
撮影視野内の画像信号がカメラ制御部５２およびＩ／Ｏ
制御部５３を介して画像処理部５４に伝送され、画像信
号のうちの処理領域Ｄ１（図３参照）に相当する画像信
号が２値化処理されて処理前静止画像として画像メモリ
５５に一時的に格納される。このようにして撮影された
処理前静止画像は全てモニタ５９に表示され、図示しな
い指示部を操作するオペレータにより１つだけ選択され
る。そして、選択された処理前静止画像だけが『特定形
状』として画像メモリ５５（記憶手段）に記憶される。
なお、特定形状は、供給されたフォトレジスト液が基板
の表面全体を覆う前までの特定時点におけるフォトレジ
スト液の形状であり、好ましくは図３に示すようにコア
Ｒ_a から延びたヒゲＲ_b が基板Ｗの周縁部に到達する前
の時点における形状である。

【００３０】また、基板の“処理時”に順次に得られる
基板表面の画像信号は、同様にして画像処理部５４に伝
送され、２値化処理されて静止画像（処理時形状）とし
て画像メモリ５５に格納される。

【００３１】そして、画像処理部５４（形状判別手段）
は、画像メモリ５５内の静止画像である『特定形状』と
『処理時形状』とを比較し、これらが一致した場合に
は、意図した加速タイミングであると判断して『加速タ
イミング信号』をＩ／Ｏ制御部５３を介して制御部２０
に出力するようになっている。なお、ここで言う一致と
は、完全一致である必要はなく、ある程度の許容範囲を
設けておくことが好ましい。加速タイミング信号を与え
られた制御部２０は、処理プログラムに従って電動モー
タ３の回転数を加速するようになっている。

【００３２】なお、上述した加速タイミング検出部５０
は、本発明における形状判別手段に相当するものであ
る。

【００３３】次に、図４のタイムチャートを参照して、
上述したように構成された装置による基板Ｗへのフォト
レジスト液の塗布処理の一例について説明する。なお、
図３に示すような処理前静止画像（ハッチングした部
分）が『特定形状』として画像メモリ５５に既に記憶さ
れているものとする。

【００３４】制御部２０は、ｔ₁ 時点において回転開始
命令を実行するとともに、ｔ₂ 時点において基板Ｗの回
転数がＲ１（例えば、１，５００ｒｐｍ）に達するよう
に電動モータ３の回転を開始する。その後、Ｔ_S 時点に
おいて供給開始命令を実行すると、次のようにしてフォ
トレジスト液が基板Ｗに供給される。まず、サックバッ
クバルブ１３を非動作にするとともにベローズポンプ１
４を駆動して、ほぼ一定の流量でフォトレジスト液を貯
留タンク１６から供給配管１２に送り出し、回転数Ｒ１
で定速回転している基板Ｗの回転中心に供給ノズル５か
らフォトレジスト液を供給し始める。このフォトレジス
ト液の供給は、回転上昇命令が実行されて回転数がＲ１
からＲ２（例えば、３，０００ｒｐｍ）に達したｔ₆ 時
点より後のＴ_E 時点まで継続される。なお、供給停止命
令が実行された場合には、上述した手順とほぼ逆の順序
でフォトレジスト液の供給が停止される。

【００３５】供給開始命令がＴ_S 時点において実行され
ると上述したようにしてフォトレジスト液の供給が開始
されるが、これと同時にトリガ信号出力命令が実行され
る。これによりトリガ信号を入力された加速タイミング
検出部５０は、図５のフローチャートに示す加速タイミ
ング検出処理を実行する。

【００３６】ステップＳ１（撮影） トリガ信号を入力された時点から、カメラ制御部５２が
ＣＣＤカメラ２５を高速シャッターに制御して撮影を開
始する。その撮影視野は上述したように図３に示すよう
なものである。

【００３７】ステップＳ２（２値化処理） 撮影された視野内の画像信号は、カメラ制御部５２，Ｉ
／Ｏ制御部５３を介して画像処理部５４に与えられ、処
理領域Ｄ１内の画像信号だけが２値化処理されて『処理
時形状』として画像メモリ５５に記憶される。

【００３８】ステップＳ３（形状一致？） 画像処理部５４は、画像メモリ５５に既に格納されてい
る『特定形状』と直前に記憶した『処理時形状』とを比
較して、それらの形状が一致しているか否かを判断す
る。一致していない場合には、ステップＳ１に戻って再
び撮影を行って『処理時形状』を記憶する。一致してい
る場合には、次のステップＳ４を実行する。なお、形状
の比較は、例えば、次のようにして行われる。まず、特
定形状と処理時形状の各々の処理領域Ｄ１において、フ
ォトレジスト液に相当する黒画素の座標を全て求める。
あるいは、フォトレジスト液に覆われずに基板Ｗの表面
が露出した箇所に相当する白画素の座標を全て求める。
そして、両形状の黒画素同士（あるいは白画素同士）の
座標を比較して、座標が一致する割合から判断する。

【００３９】ステップＳ４（加速タイミング信号を出
力） 画像処理部５４は、Ｉ／Ｏ制御部５３を介して制御部２
０に加速タイミング信号を出力する。なお、ここでは供
給開始命令の実行時点Ｔ_S からＴ０時間経過したｔ₄ 時
点で加速タイミング信号が出力されたものとする。以上
で、加速タイミング検出処理は終了する。

【００４０】加速タイミング検出部５０から加速タイミ
ング信号を入力された制御部２０は、それとほぼ同時の
ｔ₄ 時点で回転上昇命令を実行して回転数がｔ₆ 時点で
Ｒ２に達するように加速を開始する。このときのフォト
レジスト液の形状は、図３に示すような形状となり、ほ
ぼ『特定形状』に一致する。この形状の時点で加速する
ことにより、基板Ｗの回転中心にあるコアＲ_a から周縁
部に向かって放射状に延びるヒゲＲ_b に効果的に慣性力
を与えて、全面被覆所要時間を短縮することができ、フ
ォトレジスト液の利用効率を高めて少ない量で均一に被
膜を形成することができる。なお、加速度が小さすぎる
とヒゲＲ_b の幅を効率的に拡げることができない一方、
加速度が大きすぎるとフォトレジスト液が飛散するなど
の不都合が生じるので、回転加速度の範囲としては、
７，５００〜５０，０００ｒｐｍ／ｓｅｃが好ましい。

【００４１】次に、異なる基板Ｗを処理した場合を例に
採って説明する。但し、この基板Ｗの表面は、先に処理
した基板Ｗよりも滑らかなため、フォトレジスト液が拡
がり易いものとする。

【００４２】このような基板を処理すると、供給された
フォトレジスト液ＲのコアＲ_a からヒゲＲ_b が延び始め
て、図３に示すような特定形状となるまでの時間が短
く、例えば、供給開始命令の実行時点Ｔ_S から（Ｔ１）
時間経過した（ｔ₃ ）時点で特定形状に一致する。した
がって、加速タイミング信号が出力されるタイミング
と、回転上昇命令が実行されるタイミングが早まる。な
お、回転上昇命令の実行タイミングが変わっても回転上
昇命令から回転数がＲ２に達するまでの時間Ｔ_b は同
一、つまり回転加速度は不変である。

【００４３】上述したように予め記憶しておいた『特定
形状』と『処理時形状』とが一致した時点で加速を開始
するようにしているので、フォトレジスト液の供給速度
の変動や基板の表面状態のバラツキに係わらず、加速時
点におけるフォトレジスト液の形状を安定させることが
できる。しがたって、安定してフォトレジスト液少なく
均一に被膜を形成することができる。

【００４４】＜第２実施例＞上記の第１実施例では、フ
ォトレジスト液の形状によって加速タイミングを判断す
るようにしているが、本実施例では処理領域内を占める
フォトレジスト液の『濃度』に基づいて判断するように
している。なお、装置の構成的には、上記第１実施例と
同一である。

【００４５】本実施例では、予め処理前に、撮影視野内
に図６に示すような処理領域Ｄ２を設定しておく。この
処理領域Ｄ２は、基板Ｗの回転中心を含む円形状であ
る。加速タイミング検出部５０の画像処理部５４は、画
像信号のうちこの処理領域Ｄ２内に相当する部分を２値
化処理し、フォトレジスト液Ｒが覆っている部分に相当
する黒画素と、覆っていない部分に相当する白画素とを
計数する。そして、これらの合計値で黒画素数を除した
処理領域Ｄ２内におけるフォトレジスト液の濃度を求め
る。

【００４６】フォトレジスト液Ｒが基板Ｗの表面を覆う
過程では、コアＲ_a の円周部から多数のヒゲＲ_b が発生
して基板Ｗの周縁部に向かって伸長するとともに、コア
Ｒ_aの径も拡がってゆくので、図６に示すような処理領
域Ｄ２内におけるフォトレジスト液の濃度と、フォトレ
ジスト液Ｒの形状との間に相関関係が得られる。そこ
で、例えば、図６に示すようなフォトレジスト液Ｒの形
状における処理領域Ｄ２内の濃度を『特定濃度』として
予め画像メモリ５５（記憶手段）に記憶させておく。具
体的な特定濃度の値は、設定する処理領域Ｄ２の大きさ
や、これを設定する基板上での位置によって異なるが、
この場合は１００％である。

【００４７】基板の処理時には、供給開始命令の実行と
ともに、図５に示した加速タイミング検出処理が実行さ
れ、ステップＳ１，Ｓ２を経て処理領域Ｄ２内における
フォトレジスト液の処理時濃度が画像処理部５４（濃度
判別手段）で求められる。そして、ステップＳ３では、
特定濃度と処理時濃度が一致したか否かが判断され、一
致した場合にはステップＳ４で加速タイミング信号が出
力され、基板の回転が加速されるようになっている。

【００４８】このように予め記憶しておいた特定濃度と
処理時濃度とが一致した時点で加速を開始するようにし
ても、基板の表面状態やフォトレジスト液の供給速度の
変動に係わらす、加速時点におけるフォトレジスト液の
形状をほぼ安定させることができ、均一なフォトレジス
ト被膜を安定して塗布液少なく形成することができる。

【００４９】なお、上述した処理領域Ｄ２に代えて図７
に示すようにヒゲＲ_b だけを含むような横長矩形状の処
理領域Ｄ３や、コアＲ_a とヒゲＲ_b を含むような縦長矩
形状の領域を処理領域Ｄ４として設定してもよい。そし
て、特定濃度としては、例えば、２０〜８０％程度の範
囲内で設定すればよい。また、複数個の処理領域を組み
合わせるようにしてもよい。

【００５０】なお、上記の第１実施例および第２実施例
では、高速シャッターで撮影した画像信号に対して２値
化処理を施して形状や濃度の一致を判断しているが、２
値を越える多値化処理を施して形状や濃度の一致を判断
するようにしてもよい。これによるとコアＲ_a の部分が
濃くヒゲＲ_b の部分がそれよりも薄い画像信号として得
られる低速シャッターでの撮影にも対処可能である。

【００５１】＜第３実施例＞図８に示す本実施例装置
は、基板表面からの『反射光強度』を検出して加速タイ
ミングを判断するように構成されている。なお、図８
は、本実施例の要部を示している。

【００５２】上部蓋部材４ｂの上部内周面には、その左
側に投光部６０が取り付けられ、その右側に受光部６１
（光検出手段）が取り付けられている。投光部６０およ
び受光部６１は、加速タイミング検出部７０に接続され
ている。投光部６０には、レーザー発振器７１で発生さ
れた赤外線レーザー光が導かれるが、そのオン／オフや
発光強度などは制御部２０に接続されたＩ／Ｏ制御部７
２によって制御されるようになっている。受光部６１に
入射した基板Ｗの表面からの反射光は、光ファイバーな
どを介してレーザー受信器７３に伝達されて反射光強度
に応じた電気信号に変換されるようになっている。電気
信号に変換された反射光強度は、Ｉ／Ｏ制御部７２に制
御される光強度判別部７４に与えられ、光強度メモリ７
５に記憶されている特定反射光強度と処理時反射光強度
との一致度合いがここで判別される。一致している場合
には、Ｉ／Ｏ制御部７２を介して制御部２０に加速タイ
ミング信号が出力される。

【００５３】なお、上述した投光部６０は、図９に示す
測定箇所Ｄ５に赤外線レーザー光を照射するように取り
付けられているとともに、受光部６１は測定箇所Ｄ５か
らの反射光が入射するように取り付けられている。この
図に示すように、フォトレジスト液Ｒが基板Ｗに供給さ
れ、コアＲ_a から周縁部に向かってヒゲＲ_b が伸長して
ゆく過程では、例えば、図１０に示すように反射光強度
が変位する。

【００５４】つまり、ｔ＝０時点でフォトレジスト液Ｒ
が基板Ｗに供給されると、ｔ_A 時点でヒゲＲ_b が測定箇
所Ｄ５の上端に到達するため反射光強度が徐々に低下し
てＥ ₁ に向かう。そして、ｔ_B 時点でコアＲ_a が測定箇
所Ｄ５の上端に到達すると、反射光強度が急激に低下し
始めてＥ₂ に向かう。その後、ｔ_C 時点で回転数が上昇
されてフォトレジスト液の振り切りが行われると、徐々
に膜厚が薄くなるため反射光強度が次第に回復してＥ₃
に向かう。このように反射光強度が変位するが、コアＲ
_a が測定箇所Ｄ５に達するｔ_B 時点より前で、かつ、ヒ
ゲＲ_b が測定箇所Ｄ５に達するｔ_A 時点より後の反射光
強度を『特定反射光強度ＴＨ』として設定し、基板の処
理前に予め光強度メモリ７５に記憶しておく。

【００５５】基板の処理時には、図４に示すような処理
プログラムが制御部２０によって実行される。そして、
供給開始命令がＴ_S 時点で実行されると同時に、トリガ
信号出力命令が実行されて、図１１のフローチャートに
示すような加速タイミング検出処理が行われる。

【００５６】ステップＴ１（処理時反射光の検出） 受光部６１に入射する測定箇所Ｄ５からの反射光強度が
レーザー受信器７３で検出され、『処理時反射光強度』
として光強度判別部７４に与えられる。

【００５７】ステップＴ２（光強度が一致？） 光強度判別部７４では、処理時反射光強度と特定反射光
強度ＴＨとを比較し、それらが一致しているか否かを判
別する。一致していない場合には、まだ測定箇所Ｄ５に
ヒゲＲ_b が達していない状態であるので、ステップＴ１
に戻ってこれらのステップ間を繰り返す。一致している
場合には、次のステップＴ３に移行する。

【００５８】ステップＴ３（加速タイミング信号を出
力） 光強度判別部７４は、Ｉ／Ｏ制御部７２を介して制御部
２０に加速タイミング信号を出力する。これで、加速タ
イミング検出処理が終了する。

【００５９】加速タイミング検出部７０から加速タイミ
ング信号を入力された制御部２０は、回転上昇命令を実
行して加速を開始する（図４参照）。このときのフォト
レジスト液の形状は、図９に示すような形状であり、基
板Ｗの周縁部に向かって放射状に延びるヒゲＲ_b に効果
的に慣性力を与えることができる。

【００６０】次に、表面状態が異なる基板Ｗや、フォト
レジスト液の供給速度が異なる状態で塗布処理を行った
としても、『特定反射光強度』と『処理時反射光強度』
とが一致した時点で加速を開始するようにしているの
で、フォトレジスト液の供給速度の変動や基板の表面状
態のバラツキに係わらず、加速時点におけるフォトレジ
スト液の形状を安定させることができ、安定してフォト
レジスト液少なく均一に被膜を形成することができる。

【００６１】なお、反射光強度の測定箇所としてＤ５だ
けでなく、測定箇所Ｄ６，Ｄ７のように基板Ｗの周縁部
側に位置する測定箇所をさらに複数カ所設けるようにし
て、各測定箇所における反射光強度を考慮して加速タイ
ミングを決定するようにしてもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、予め記憶しておいた特定形状
と処理時形状とを形状判別手段で判別して、これらが一
致した時点で制御手段が回転支持手段による基板の回転
の加速を開始するようにしているので、塗布液の供給速
度の変動や基板の表面状態のバラツキに係わらず、加速
時点における塗布液の形状を安定させることができる。
しがたって、安定して塗布液少なく均一に塗布被膜を形
成することができる。

【００６３】また、請求項２に記載の発明によれば、予
め記憶しておいた特定濃度と処理時濃度とを濃度判別手
段で判別して、これらが一致した時点で加速を開始する
ようにしても、加速時点における塗布液の形状をほぼ安
定させることができ、基板の表面に安定して塗布液を少
なく均一に塗布被膜を形成することができる。

【００６４】また、請求項３に記載の発明によれば、特
定領域を回転中心付近で円形状に設定してもコアが占有
した割合に応じて特定濃度を設定すれば、加速時点にお
ける塗布液の形状を安定させることができる。

【００６５】また、請求項４に記載の発明によれば、特
定領域を矩形状に設定してもコアやヒゲが占めた割合に
応じて特定濃度を設定すれば、加速時点における塗布液
の形状を安定させることができる。

【００６６】また、請求項５に記載の発明によれば、予
め記憶しておいた特定反射光強度と処理時反射光強度と
を判別して、これらが一致した時点で加速するようにし
ても、加速時点における塗布液の形状をほぼ安定させる
ことができ、安定して塗布液少なく均一に塗布被膜を形
成することができる。また、撮影手段を利用した場合に
比べて構成を簡易化することができる。

【００６７】また、請求項６に記載の発明によれば、複
数カ所の反射光に基づいて加速時点を判断するため、ヒ
ゲの伸び具合のバラツキの影響を受けにくくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る塗布装置の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図２】加速タイミング検出部を示すブロック図であ
る。

【図３】処理領域とフォトレジスト液の特定形状の一例
を示す模式図である。

【図４】塗布処理を示すタイムチャートである。

【図５】トリガ信号出力命令により実行される加速タイ
ミング検出処理を示すフローチャートである。

【図６】第２実施例に係る塗布装置の処理領域とフォト
レジスト液の特定濃度の一例を示す模式図である。

【図７】処理領域とフォトレジスト液の特定濃度の変形
例を示す模式図である。

【図８】第３実施例に係る塗布装置の要部を示すブロッ
ク図である。

【図９】反射光強度の測定箇所を示す模式図である。

【図１０】フォトレジスト液の拡がり過程における反射
光強度の変位の一例を示すグラフである。

【図１１】トリガ信号出力命令により実行される加速タ
イミング検出処理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

Ｗ … 基板 Ｒ … 塗布液，フォトレジスト液 Ｒ_a … コア Ｒ_b … ヒゲ １ … 吸引式スピンチャック ２ … 回転軸 ３ … 電動モータ ５ … 供給ノズル １３ … サックバックバルブ １４ … ベローズポンプ １５ … 逆止弁 ２０ … 制御部 ２５ … ＣＣＤカメラ ２７ … ストロボ Ｄ１ … 処理領域 ５４ … 画像処理部 ５５ … 画像メモリ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗布液供給手段から基板に供給された塗
   布液が周縁部に拡がって基板の表面全体を覆う前に、回
   転支持手段で基板の回転を加速することにより塗布被膜
   を形成する塗布装置において、 基板の表面で周縁部に向かって拡がってゆく塗布液を撮
   影する撮影手段と、 基板の表面全体を塗布液が覆う前までの特定時点におけ
   る塗布液の形状を前記撮影手段により予め撮影して特定
   形状として記憶する記憶手段と、 前記撮影手段により撮影を行い、塗布液の処理時形状が
   前記記憶手段に記憶されている特定形状と一致したこと
   を判別する形状判別手段と、 前記形状判別手段が形状の一致を判断した時点で前記回
   転支持手段による基板の回転の加速を開始するように制
   御する制御手段と、 を備えていることを特徴とする塗布装置。
2. 【請求項２】 塗布液供給手段から基板に供給された塗
   布液が周縁部に拡がって基板の表面全体を覆う前に、回
   転支持手段で基板の回転を加速することにより塗布被膜
   を形成する塗布装置において、 基板の表面で周縁部に向かって拡がってゆく塗布液を撮
   影する撮影手段と、 基板の表面を拡がってゆく塗布液を前記撮影手段により
   予め撮影し、基板の表面全体を塗布液が覆う前までの特
   定時点において特定領域内を占める塗布液の面積に応じ
   た濃度を特定濃度として記憶しておく記憶手段と、 前記撮影手段によって撮影された特定領域内における塗
   布液の処理時濃度が前記記憶手段に記憶されている特定
   濃度と一致したことを判別する濃度判別手段と、 前記濃度判別手段が濃度の一致を判断した時点で前記回
   転支持手段による基板の回転の加速を開始するように制
   御する制御手段と、 を備えていることを特徴とする塗布装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の塗布装置において、 前記特定領域は、基板の回転中心付近で円形状の領域に
   設定してあることを特徴とする塗布装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の塗布装置において、 前記特定領域は、基板の回転中心側から周縁部までの間
   で矩形状の領域に設定してあることを特徴とする塗布装
   置。
5. 【請求項５】 塗布液供給手段から基板に供給された塗
   布液が周縁部に拡がって基板の表面全体を覆う前に、回
   転支持手段で基板の回転を加速することにより塗布被膜
   を形成する塗布装置において、 塗布液が基板の表面に供給されてから周縁部に達するま
   での基板の表面からの反射光を検出する光検出手段と、 基板の表面を塗布液が拡がってゆく際に前記光検出手段
   により反射光を検出し、基板の表面全体を塗布液が覆う
   前までの特定時点における反射光強度を特定反射光強度
   として記憶しておく記憶手段と、 前記光検出手段により反射光強度を検出し、この処理時
   反射光強度が前記記憶手段に記憶されている特定反射光
   強度と一致したことを判別する光強度判別手段と、 前記光強度判別手段が光強度の一致を判断した時点で前
   記回転支持手段による基板の回転の加速を開始するよう
   に制御する制御手段と、 を備えていることを特徴とする塗布装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の塗布装置において、 前記光検出手段を複数個設けたことを特徴とする塗布装
   置。