KR101506768B1 - 도포방법 및 도포장치 - Google Patents

Abstract

잉크젯 헤드에 설치되는 복수의 노즐로부터 도포액의 액체방울을 기판에 토출시켜, 기판의 주연부에서의 막 두께에 비해 기판의 중앙부에서의 막 두께가 두꺼운 도포액의 도막을 형성하는 공정과, 기판을 회전시켜 기판의 중앙부로부터 주연부를 향해 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정을 구비하는 도포방법이다. 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정에서는, 도막을 형성하고 있는 기판상의 도포액은 기판의 중앙부로부터 주연부를 향해 이동하므로, 기판의 중앙부와 기판의 주연부 사이에서 도막의 막 두께의 차이가 감소하여, 도막의 막 두께를 거의 균일하게 할 수 있다. 동시에, 도막 내의 도포액이 움직임으로써, 도막의 표면을 더 평활하게 할 수 있다.

Description

도포방법 및 도포장치{COATING METHOD AND APPARATUS}

본 발명은, 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 유리 기판, 액정표시장치용 유리 기판, 광디스크용 기판 등(이하, 단지 기판이라 칭한다)에 대해, SOG(Spin On Glass, 실리카계 피막 형성재로도 불린다)액, 레지스트 감광제, 폴리이미드 수지 등의 도포액을 도포하는 도포방법 및 도포장치에 관계되며, 특히, 도포액의 도막(塗膜)을 기판에 정밀도 높게 형성하는 기술에 관한 것이다.

종래, 이런 종류의 방법으로서, 이른바 스핀 코트법이 이용되고 있다. 스핀 코트법은, 기판의 중앙부에 도포액을 공급하고, 기판을 회전시켜서 도포액에 원심력을 작용시켜, 도포액을 기판의 주연부(周緣部)로 퍼지게 함으로써, 도포액의 도막을 기판에 형성하는 수법이다. 도포액을 퍼지게 칠할 때, 기판에 공급한 도포액의 일부는 기판으로부터 뿌리쳐져 버려진다. 이 때문에, 도포액의 이용 효율이 낮고, 도포액의 소비량이 많아진다.

스핀 코트법 외에는, 잉크젯 방식에 의한 방법이 있다. 이 방법은, 잉크젯 헤드의 노즐로부터 도포액의 미소한 액체방울(液滴)을 기판에 똑같이 토출함으로써, 기판에 도막을 형성한다. 이 방법에 의하면, 기판을 회전시켜서 도포액을 퍼지게 칠함이 없이 도막을 형성할 수 있으므로, 도포액의 소비량을 저감할 수 있다(예를 들면, 일본국 특허공개 2002-66391호 공보에 개시된다).

그러나 이러한 구성을 갖는 종래 예의 경우에는, 다음과 같은 문제가 있다.

즉, 잉크젯 방식에서는 액체방울의 집합에 의해 도막이 형성되기 때문에, 도막의 표면을 평활하게 하는 것이 곤란하다는 문제가 있다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 잉크젯 헤드의 노즐로부터 도포액을 토출하여 도포액의 도막을 형성하면서, 도포액의 도막 표면을 더 평활하게 할 수 있는 도포방법 및 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 지견(知見)에 기초하여, 본 발명은, 다음과 같은 구성을 취한다.

즉, 본 발명은, 도포방법에 있어서, 상기 방법은 이하의 요소를 포함한다:

잉크젯 헤드에 설치되는 복수의 노즐로부터 도포액의 액체방울을 기판에 토출시켜, 기판의 주연부에서의 막 두께에 비해 기판의 중앙부에서의 막 두께가 두꺼운 도포액의 도막(塗膜)을 형성하는 공정;

기판을 회전시켜 기판의 중앙부로부터 주연부를 향해 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정.

본 발명에 관계되는 도포방법에 의하면, 도막을 형성하는 공정에서는, 잉크젯 헤드의 노즐로부터 도포액의 액체방울을 기판에 토출시켜, 기판상에 도막을 형성한다. 형성된 도막의 막 두께는, 기판의 주연부에서 비교적으로 얇고, 기판의 중앙부에서 비교적으로 두껍다. 또, 노즐은 잉크젯 방식에 의해 도포액의 미소한 액체방울을 토출하므로, 기판상의 위치에 따라 도포액의 토출량을 극히 미세하게 조정할 수 있다. 따라서 상술한 바와 같이 기판상의 위치에 따라 도막의 막 두께를 정밀도 높게 변화시킬 수 있다.

도막 내의 도포액을 이동시키는 공정에서는, 기판을 회전시켜, 도막에 원심력을 작용시킨다. 도막을 형성하고 있는 기판상의 도포액은, 기판의 중앙부로부터 주연부를 향해 이동한다. 이에 의해, 기판의 중앙부와 기판의 주연부 사이에서 도막의 막 두께의 차이가 감소하여, 기판 면내(面內)에서의 도막의 막 두께를 거의 균일하게 할 수 있다. 동시에, 도막 내의 도포액이 움직임으로써, 도막의 표면을 더 평활하게 할 수 있다.

상술한 발명에서, 도막을 형성하는 공정은, 기판의 주연부로부터 중앙부를 향해 막 두께가 증대하고 있는 도막을 형성하는 것이 바람직하다. 「막 두께가 증대하고 있다」란, 서서히 막 두께가 증대하고 있는 경우, 단계적으로 막 두께가 증대하고 있는 경우, 혹은, 일정 비율로 막 두께가 증대하고 있는 경우 모두를 포함하는 의미이다. 이와 같이, 기판의 주연부와 중앙부 사이에 걸쳐 중앙부일수록 막 두께가 커지게 되도록 막 두께가 변화하고 있으므로, 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정에 의해, 도막의 막 두께를 한층 더 균일하게 시킬 수 있다.

상술한 발명에서, 도막을 형성하는 공정은, 기판을 구획하는 복수의 동심원 형상의 영역 사이에서 막 두께가 다르고, 또, 외주측(外周側) 영역으로부터 내주측(內周側) 영역에 걸쳐 단계적으로 막 두께가 두껍게 되어 있는 도막을 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 각 영역에서는, 똑같은 막 두께의 도막을 형성하면 좋으므로, 도막을 용이하게 형성할 수 있다.

상술한 발명에서, 도막을 형성하는 공정은, 적어도 기판을 회전시킴에 따라 잉크젯 헤드와 기판을 상대적으로 이동시키면서 노즐로부터 기판에 액체방울을 토출시키고, 도막을 형성하는 공정에서의 기판의 회전속도는, 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정에서의 기판의 회전속도에 비해 작은 것이 바람직하다. 비교적 낮은 회전속도로 기판을 회전시키면서 도막을 형성하므로, 도막을 정밀도 높게 형성할 수 있다. 또한, 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정에서는, 비교적 높은 회전속도로 기판을 회전시키므로, 도막의 막 두께의 균일성을 바람직하게 높일 수 있다.

상술한 발명에서, 도막을 형성하는 공정은, 잉크젯 헤드를 정지시킴과 아울러 기판을 회전시키면서 각(各) 노즐로부터 액체방울을 토출시키는 공정과, 잉크젯 헤드를 기판의 지름방향으로 이동시키는 공정을 갖고, 액체방울을 토출시키는 공정 및 잉크젯 헤드를 이동시키는 공정을 교대로 반복함으로써 도막을 형성하는 것이 바람직하다. 액체방울을 토출시키는 공정에서는, 기판의 지름방향에 대한 각 노즐의 위치는 변하지 않다. 따라서 각 노즐로부터 토출시키는 도포액의 토출량의 제어를 간소화할 수 있다. 또한, 잉크젯 헤드를 이동시키는 공정을 갖고 있으므로, 잉크젯 헤드가 기판에 비해 작은 경우여도, 도포액의 도막을 기판의 전면(全面)에 바람직하게 형성할 수 있다.

상술한 발명에서, 도막을 형성하는 공정은, 기판의 중앙부와 주연부 사이에 걸쳐 잉크젯 헤드를 배치하고, 기판을 회전시키면서 노즐로부터 기판에 액체방울을 토출시키는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 기판을 1 회전시키는 것만으로, 도막의 형성을 완료할 수 있다.

상술한 발명에서, 도막을 형성하는 공정은, 기판을 회전시키지 않고 잉크젯 헤드를 평행이동시키면서 노즐로부터 기판에 액체방울을 토출시키는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 기판을 정지시킨 상태에서 잉크젯 헤드만을 회전이동으로는 아니고 평행이동시킨다. 이 때문에, 잉크젯 헤드를 회전이동시키는 경우에 비해, 기판에 대한 각 노즐의 이동량(변위량)을 똑같이 할 수 있다. 따라서 단위면적당 도포액의 토출량을 용이하게 조정할 수 있어, 도막의 막 두께를 용이하게 조정할 수 있다.

상술한 발명에서, 도막을 형성하는 공정 전(前)에, 기판에 도포액의 용제(溶劑)를 공급하는 공정을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 미리 기판에 용제가 공급되어 있으므로, 기판상에 토출된 도포액은 확산하기 쉬워진다. 따라서 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정에서는, 도막을 형성하고 있는 도포액이 이동하기 쉬워져, 도막의 막 두께의 균일성을 바람직하게 높일 수 있다.

상술한 발명에서, 도막을 형성하는 공정 후이고, 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정 전에, 기판을 정지시킨 상태로 유지하는 공정을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 기판을 정지시킨 상태로 유지하는 공정에서는, 기판상에서 인접하고 있는 액체방울끼리가 한층 잘 어울려서, 한층 매끄럽게 연속해 있는 것을 기대할 수 있다. 따라서 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정에서는, 도막의 표면을 한층 더 평활하게 할 수 있다.

상술한 발명에서, 도막을 형성하는 공정은, 기판의 중앙부에 비해 기판의 주연부에서는, 노즐로부터 토출시키는 액체방울의 크기를 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 상술한 발명에서, 도막을 형성하는 공정은, 기판의 중앙부에 비해 기판의 주연부에서는, 노즐로부터 액체방울을 토출시키는 주파수를 크게 하는 것이 바람직하다. 액체방울의 크기, 또는, 토출 주파수를 변화시킴으로써 도포액의 토출량을 극히 미세하게 조정할 수 있고, 이에 의해 도막의 막 두께를 정밀도 높게 조정할 수 있다. 따라서 이들 방법에 의하면, 기판의 주연부에서의 막 두께에 비해 기판의 중앙부에서의 막 두께가 두꺼운 도포액의 도막을 바람직하게 정형(整形)할 수 있다.

또한, 본 발명은, 기판에 도포액을 도포하는 도포장치에 있어서, 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다:

기판을 회전 가능하게 지지하는 회전지지부;

도포액의 액체방울을 토출 가능한 복수의 노즐을 갖는 잉크젯 헤드;

상기 잉크젯 헤드와 기판을 상대적으로 이동시키는 상대이동기구(相對移動機構);

상기 상대이동기구를 제어하여 기판과 상기 잉크젯 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 상기 노즐을 제어하여 상기 노즐로부터 액체방울을 기판에 토출시켜, 기판의 주연부에서의 막 두께에 비해 기판의 중앙부에서의 막 두께가 두꺼운 도포액의 도막을 형성하고, 그 후, 상기 회전지지부를 제어하여 기판을 회전시켜서, 기판의 중앙부로부터 주연부를 향해 도막 내의 도포액을 이동시키는 제어부.

본 발명에 관계되는 도포장치에 의하면, 제어부는, 우선, 상대이동기구와 노즐을 제어하여, 기판 전체에 도포액의 도막을 형성한다. 형성되는 도막의 막 두께는, 기판의 주연부에서 비교적으로 얇고, 기판의 중앙부에서 비교적으로 두껍다. 계속해서, 제어부는, 회전지지부를 제어하여 기판을 회전시켜, 도막에 원심력을 작용시킨다. 도막 내에 포함되어 있는 기판상의 도포액은, 기판의 중앙부로부터 주연부를 향해 이동한다. 이에 의해, 기판의 중앙부와 기판의 주연부 사이에서 도막의 막 두께의 차이가 감소하여, 도막의 막 두께를 기판 전체에 걸쳐 거의 균일하게 할 수 있다. 또한, 도막 내의 도포액의 이동에 의해, 도막의 표면을 고르게 할 수 있어, 도막의 표면을 더 평활하게 할 수 있다. 따라서 본 장치에 의하면, 상술한 방법을 바람직하게 행할 수 있다.

상술한 장치 발명에서, 상기 제어부는, 상기 노즐로부터 토출시키는 액체방울의 크기, 및, 상기 노즐로부터 액체방울을 토출시키는 주파수 중 적어도 어느 쪽을 조정하는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 제어부는, 기판의 위치에 따라 도포액의 토출량 및 도막의 막 두께를 바람직하게 조정할 수 있다.

상술한 장치 발명에서, 상기 회전지지부는, 상기 상대이동기구를 겸함과 아울러, 상기 상대이동기구는, 또한, 상기 잉크젯 헤드를 기판의 지름방향으로 이동시키는 헤드이동기구를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 회전지지부 및 상기 헤드이동기구를 제어하여, 기판을 회전시키고, 상기 잉크젯 헤드를 기판의 지름방향으로 이동시킴으로써, 기판과 상기 잉크젯 헤드를 상대이동시키는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 기판에 대해 잉크젯 헤드를 둘레방향(周方向)으로 이동시킬 수 있고, 또한, 기판에 대해 잉크젯 헤드를 지름방향으로 이동시킬 수 있다. 각(各) 이동에 의해, 또는, 이들 이동의 조합에 의해, 기판상의 임의의 위치에 임의의 방향으로 잉크젯 헤드를 상대적으로 이동시킬 수 있다. 또한, 잉크젯 헤드가 기판에 비해 작은 경우여도, 잉크젯을 기판상의 임의의 위치로 이동시킬 수 있다.

상술한 장치 발명에서, 상기 잉크젯 헤드는, 기판의 중앙부로부터 주연부에 걸쳐 배치 가능하고, 상기 회전지지부는, 상기 상대이동기구를 겸하며, 상기 제어부는, 상기 잉크젯 헤드를 기판의 중앙부로부터 주연부에 걸쳐 배치시킨 상태에서 상기 회전지지부를 제어하여 기판을 회전시킴으로써, 기판과 상기 잉크젯 헤드를 상대이동시키는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 기판을 1 회전시키는 것만으로, 도막의 형성을 완료할 수 있다.

상술한 장치 발명에서, 상기 상대이동기구는, 상기 잉크젯 헤드를 평행이동시키는 헤드이동기구이며, 상기 제어부는, 상기 헤드이동기구를 제어하여 정지하는 기판에 대해 잉크젯 헤드를 이동시킴으로써, 기판과 상기 잉크젯 헤드를 상대적으로 이동시키는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 제어부는 기판을 회전시키지 않고 잉크젯 헤드만을 평행이동시킨다. 이 때문에, 잉크젯 헤드를 회전이동시키는 경우에 비해, 기판에 대한 각 노즐의 이동량(변위량)을 똑같이 할 수 있다. 따라서 단위면적당 도포액의 토출량을 용이하게 조정할 수 있어, 도막의 막 두께를 용이하게 조정할 수 있다.

발명을 설명하기 위해 현재 바람직하다고 생각되는 몇 가지 형태가 도시되고 있지만, 발명이 도시된 바와 같은 구성 및 방책으로 한정되는 것은 아닌 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 실시예 1에 관계되는 도포장치의 개략 구성을 나타내는 도면,
도 2는 잉크젯 헤드의 하면을 나타내는 도면,
도 3은 실시예 1에 관계되는 도포장치의 평면도,
도 4는 실시예 1에 관계되는 도포장치의 동작을 나타내는 플로우 차트,
도 5a, 5b, 5c는 각각, 기판의 각 영역에 도막을 형성하고 있는 모양을 모식적으로 나타내는 도면,
도 6a, 6b, 6c은 각각 기판에 형성된 도막을 나타내는 도면이며, 도 6a은 영역 A에 도막을 형성한 상태를 나타내고, 도 6b은 영역 A, B에 도막을 형성한 상태를 나타내며, 도 6c은 영역 A 내지 C에 도막을 형성한 상태를 나타내는 도면,
도 7a은 도막 내의 레지스트가 이동하는 모양을 모식적으로 나타내는 단면도이며, 도 7b은 스텝 S3의 종료시에 있어서의 도막을 모식적으로 나타내는 단면도,
도 8은 실시예 2에 관계되는 도포장치의 평면도,
도 9는 실시예 2에 관계되는 도포장치의 동작을 나타내는 플로우 차트,
도 10은 기판에 도막을 형성하고 있는 모양을 모식적으로 나타내는 도면,
도 11은 스텝 T2의 종료시에 있어서의 도막을 모식적으로 나타내는 단면도,
도 12는 변형 실시예에 관계되는 도막을 모식적으로 나타내는 단면도,
도 13은 변형 실시예에 관계되는 도포장치(방법)에서, 기판에 도막을 형성하고 있는 모양을 모식적으로 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.

제1 실시예

도 1은 실시예 1에 관계되는 도포장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 또, 본 실시예에서는, 도포액으로서 레지스트 감광제(이하, 적당히 「레지스트」라 한다)를 도포하는 도포장치 및 도포방법을 예로 들어 설명한다.

도포장치는, 반도체 웨이퍼인 기판(W)을 회전 가능하게 지지하는 회전지지부(1)를 구비하고 있다. 회전지지부(1)는, 스핀척(3)과 모터(5)를 포함한다. 스핀척(3)은, 기판(W)의 하면 중앙을 흡착함으로써 기판(W)을 대략 수평자세로 지지한다. 스핀척(3)의 하부 중앙에는 모터(5)의 출력축(5a)의 선단이 연결되어 있다. 모터(5)가 출력축(5a)을 회전구동함으로써, 스핀척(3) 및 기판(W)은 회전축(Ra) 둘레로 일체로 회전한다. 회전축(Ra)은 기판(W)의 대략 중심을 통과한다.

또, 회전지지부(1)는, 상기 예로 한정되지 않는다. 예를 들면, 스핀척(3)을, 기판(W)의 단연(端緣)을 지지하는 복수의 핀이 설치된 회전판으로 변경해도 좋다.

스핀척(3)의 주위에는, 비산방지컵(7)이 배치되어 있다. 비산방지컵(7)은, 기판(W)의 외주(外周)로부터 주위로 비산하는 레지스트와 용제 등을 하방으로 안내함과 아울러 회수한다.

본 장치는, 기판(W)에 레지스트를 공급하는 잉크젯 헤드(11)를 구비하고 있다. 잉크젯 헤드(11)는, 배관(13)을 통해 레지스트공급원(15)에 연통(連通)접속되어 있다.

도 2를 참조한다. 도 2는 잉크젯 헤드(11)의 하면을 나타내는 도면이다. 잉크젯 헤드(11)의 하면에는, 복수개(예를 들면, 수십 개에서 수백 개)의 잉크젯 방식의 노즐(12)이 형성되어 있다. 또, 잉크젯 헤드(11)의 길이방향의 길이(L)는, 기판(W)의 반경보다 짧다.

노즐(12)은, 지그재그 배열로 2열로 나란하도록 배치되어 있다. 여기서, 노즐(12)이 늘어서는 방향을 적당히 「열방향(DN)」라 한다. 열방향(DN)으로 인접하는 노즐(12) 사이의 피치(P)는, 예를 들면, 0.1[㎜]에서 0.2[㎜]이다. 각 노즐(12)로부터 토출되는 액체방울은, 예를 들면 몇 [pl]에서 몇십 [pl]이다. 각 노즐(12)이 액체방울을 토출하는 주파수(이하, 「토출 주파수」라 한다)는, 예를 들면 최대로 몇십 [㎑]이다. 즉, 각 노즐(12)이 1초 동안에 액체방울을 토출 가능한 회수는, 예를 들면 최대로 몇만 회이다.

각 노즐(12)에는, 액츄에이터로서 예를 들면 피에조 소자(도시하지 않음)가 각각 설치되어 있다. 피에조 소자에 인가하는 전압 크기를 가변함으로써, 노즐(12)이 토출하는 액체방울의 크기를 조정할 수 있다. 또한, 피에조 소자에 인가하는 전압의 펄스간격을 가변함으로써, 노즐(12)의 토출 주파수를 조정할 수 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 장치는, 잉크젯 헤드(11)를 이동 가능하게 지지하는 헤드이동기구(21)를 구비하고 있다. 헤드이동기구(21)는, 기판(W)의 상방 위치(도 1에 나타내는 잉크젯 헤드(11)의 위치)와 기판(W)의 상방으로부터 벗어난 위치(이하, 「퇴피(退避)위치」라 한다) 사이에서 잉크젯 헤드(11)를 진퇴(進退) 이동한다. 또, 도 1에서는, 도시의 편의상, 잉크젯 헤드(11)의 하면과 기판(W)의 상면과의 이격(離隔) 거리가 비교적으로 크지만, 잉크젯 헤드(11)는 기판(W) 상면에 근접해 있는 것이 바람직하다.

도 3을 참조하여 헤드이동기구(21)의 구성을 설명한다. 도 3은 도포장치의 평면도이다. 헤드이동기구(21)는, 레일부(22)와 자주대(自走臺)(23)와 아암부(24)를 구비하고 있다. 레일부(22)는, 비산방지컵(7)의 측방에, 수평 1축(軸) 방향으로 뻗는 형태로 배치되어 있다. 레일부(22)에는 자주대(23)가 슬라이딩 가능하게 장착되어 있다. 자주대(23)의 상부에는 아암부(24)의 기단(基端)이 연결되어 있다. 아암(24)은, 기단으로부터 레일과 대략 직교하는 방향으로 뻗어 있고, 그 선단에 잉크젯 헤드(11)가 지지되어 있다. 자주대(23)를 구동하면, 자주대(23)가 레일부(22)를 따라 이동한다. 잉크젯 헤드(11)는, 수평 1축 방향으로 전후(前後) 이동하며, 퇴피위치(도 3에 실선으로 나타내는 잉크젯 헤드(11)의 위치)와, 기판(W)의 상방 위치(도 3에 점선으로 나타내는 잉크젯 헤드(11)의 위치) 사이에서 이동한다.

본 실시예에서는, 잉크젯 헤드(11)가 회전축(Ra) 상의 위치를 통과하도록 헤드이동기구(21)가 구성되어 있다. 즉, 잉크젯 헤드(11)는, 기판(W)의 지름방향(DR)으로 이동 가능하다. 또, 기판(W)의 지름방향(DR)은, 기판(W)의 회전축(Ra)과 직교하는 방향이며, 기판(W)의 반경방향과 대략 일치한다. 또한, 잉크젯 헤드(11)는, 노즐(12)의 열방향(DN)이 기판(W)의 지름방향(DR)(즉, 잉크젯 헤드(11)의 이동방향)과 일치하도록 아암(24)에 지지되어 있다. 또, 헤드이동기구(21)는, 본 발명에서의 상대이동기구를 구성하고 있다. 또한, 상술한 회전지지부(1)도, 본 발명에서의 상대이동기구를 겸하고 있다.

도 1을 참조한다. 본 장치는, 기판(W)에 도포액(레지스트)의 용제를 공급하는 용제공급부(31)를 구비하고 있다. 용제공급부(31)는, 배관(33) 및 개폐밸브(34)를 통해 용제공급원(35)에 연통접속되어 있다. 그리고 개폐밸브(34)를 개방하면, 용제공급부(31)는 기판(W)에 용제를 연속적으로 공급한다(일정 유량으로 용제를 토출한다). 또한, 개폐밸브(34)를 폐지(閉止)하면, 용제공급부(31)는 기판(W)으로의 용제 공급을 정지한다.

용제로서는, 도포액이 레지스트인 경우, PGMEA, 유화 에틸, IPA 등이 예시된다. 용제공급부(31)는, 도시생략된 용제공급부이동기구에 의해, 기판(W)의 상방 위치와 기판(W)의 상방으로부터 벗어난 퇴피위치(도 1에 실선으로 나타내는 용제공급부(31)의 위치) 사이에서 진퇴이동 가능하다.

또한, 본 장치는, 상술한 각 구성을 통괄적으로 조작하는 제어부(41)를 구비하고 있다. 구체적으로는, 제어부(41)는, 모터(5)를 제어하여 기판(W)의 회전수(회전속도)를 조정하고, 헤드이동기구(21)를 제어하여 잉크젯 헤드(11)를 이동시킨다. 또한, 제어부(41)는, 모터(5) 및 헤드이동기구(21)의 각(各) 제어와 연동하여 각 노즐(12)을 제어하여, 레지스트의 토출량을 조정한다. 토출량의 조정은, 예를 들면, 각 노즐(12)의 피에조 소자에 인가하는 전압의 크기 및/또는 펄스간격을 가변하여, 액체방울의 크기 및/또는 토출 주파수를 조정함으로써 행해진다. 또한, 제어부(41)는, 도시생략된 용제공급부이동기구를 제어하여 용제공급부(31)를 이동시키고, 개폐밸브(34)를 제어하여 용제의 공급ㆍ정지를 전환한다.

제어부(41)는, 기판(W)을 처리하기 위한 처리조건이 미리 설정되어 있는 처리 레시피 등을 갖고 있다. 처리조건으로서는, 후술하는 기판(W)의 회전속도인 제1, 제2 속도에 관한 정보와, 기판(W) 내의 위치/영역에 따른 레지스트의 토출량에 관한 정보 등이 예시된다. 여기서, 레지스트의 토출량에 관한 정보는, 예를 들면, 액체방울 크기, 토출 주파수 등에 관한 정보를 포함하고 있어도 좋다. 제어부(41)는, 각종 처리를 실행하는 중앙연산처리장치(CPU)와, 연산처리의 작업영역이 되는 RAM(Random-Access Memory)과, 각종 정보를 기억하는 고정 디스크 등의 기억매체 등에 의해 실현되고 있다.

다음으로, 실시예 1에 관계되는 도포장치의 동작(도포방법)에 대해 설명한다. 도 4는 도포장치의 동작을 나타내는 플로우 차트이다. 또, 기판(W)은, 외부로부터 도포장치에 반송되어, 이미 스핀척(3)에 지지되어 있는 것으로 한다.

<스텝 S1> 용제 공급(기판에 도포액의 용제를 공급하는 공정)

제어부(41)는, 도시생략된 용제공급부이동기구를 제어하여 용제공급부(31)를 퇴피위치로부터 기판(W)의 상방 위치로 이동시킨다. 계속해서, 개폐밸브(34)를 개방시켜 용제공급부(31)로부터 용제를 기판(W)상에 공급시킴과 아울러, 모터(5)를 제어하여 기판(W)을 회전시킨다. 용제는 기판(W)상의 전면(全面)에 퍼지며, 용제의 일부는 기판(W)으로부터 뿌리쳐져, 기판(W) 밖으로 버려진다. 버려진 용제는 비산방지컵(7)에 의해 회수된다. 이에 의해, 기판(W)상의 전면에 용제의 도막이 형성된다. 소정 시간이 경과하면, 개폐밸브(34)를 폐지시키고, 용제공급부(31)를 퇴피위치로 이동하고, 기판(W)의 회전을 정지한다.

<스텝 S2> 도막 형성(도막을 형성하는 공정)

본 스텝 S2은, 기판(W)의 상면을 가상적인 3개의 영역 A, B, C으로 구분하여, 영역 A, B, C마다 도막을 각각 형성한다. 영역 A 내지 C는 각각 회전축(Ra)을 중심으로 하는 동심원 형상의 영역이다. 영역 A는 가장 내주측(內周側)의 원형 영역이며, 영역 C는 가장 외주측(外周側)의 원환(圓環) 형상 영역이며, 영역 B는 영역 A와 영역 C 사이에 끼워지는 원환 형상 영역이다. 또, 본 발명에서의 중앙부는, 영역 A에 포함되며, 본 발명에서의 주연부는 영역 C에 포함된다. 이하에서는, 각 영역 A, B, C에 도막을 형성하는 공정을 스텝 S2a, S2b, S2c로 하여, 이들 스텝 S2a∼스텝 S2c에 대해 차례대로 설명한다.

<스텝 S2a> 영역 A의 도막 형성

제어부(41)는, 헤드이동기구(21)를 제어하여, 잉크젯 헤드(11)를 기판(W)의 회전축(Ra) 상으로 이동시키고, 그 위치에서 잉크젯 헤드(11)를 정지시킨다. 계속해서, 제어부(41)는, 처리 레시피를 참조하여, 모터(5)를 제어해서 기판(W)을 일정한 제1 속도로 회전시킴과 아울러, 각 노즐(12)을 제어하여 각 노즐(12)로부터 레지스트의 액체방울을 기판(W)에 토출시킨다. 이때, 제어부(41)는, 레지스트의 토출량에 대해서도 처리 레시피에 기초하여 조정한다. 또, 기판(W)의 제1 속도는, 저속인 것이 바람직하고, 예를 들면, 60[rpm] 등이 예시된다.

잉크젯 헤드(11)는 기판(W)에 대해 상대적으로 둘레방향으로 등속(等速)으로 회전이동한다. 잉크젯 헤드(11)와 대향한 기판(W)의 범위에는, 노즐(12)로부터 토출된 레지스트의 액체방울이 착탄(着彈)하여 도막(구체적으로는 레지스트막)이 형성된다.

도 5a, 5b, 5c를 참조한다. 도 5a, 5b, 5c는 각각, 기판(W)의 각 영역 A, B, C에 도막을 형성하고 있는 모양을 모식적으로 나타내는 도면이다.　도 5a는, 본 스텝 S2a의 실행 중인 상태를 나타내고 있다. 또, 도 5a, 5b, 5c에서는, 영역 A, B, C에 형성된 도막을, 각각 부호 Fa, Fb, Fc로 나타낸다(후술하는 도 6a, 6b, 6c에서도 동일).

기판(W)이 1 회전하면, 제어부(41)는 기판(W)의 회전을 정지시키고, 제어부(41)는 노즐(12)로부터의 액체방울의 토출을 정지시킨다.

도 6a, 6b, 6c을 참조한다. 도 6a, 6b, 6c은, 기판(W)에 형성된 도막을 모식적으로 나타내는 평면도 및 단면도이며, 도 6a은 영역 A에만 도막을 형성한 상태를 나타내고, 도 6b은 영역 A, B에 도막을 형성한 상태를 나타내며, 도 6c은 영역 A 내지 C에 도막을 형성한 상태를 나타낸다. 또, 도 6a, 6b, 6c에서는 상단(上段)에 평면도를 나타내고, 하단(下段)에 단면도를 나타낸다. 또한, 도 6a, 6b, 6c에서는, 기판(W) 상을 코팅하고 있는 용제를 부호 G로 나타내고 있다(후술하는 도 7a, 7b, 11, 12에서도 동일).

스텝 S2a의 종료시에는, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 영역 A에만, 도막(Fa)이 형성되어 있다. 또한, 도시하는 바와 같이, 도막(Fa)의 표면(상면)에는 기판(W)에 착탄한 후의 액체방울의 형상에 따라 요철이 남아, 도막(Fa)의 표면은 매끄럽게 되어 있지 않다.

<스텝 S2b> 영역 B의 도막 형성

제어부(41)는, 헤드이동기구(21)를 제어하여, 잉크젯 헤드(11)를 그 길이(L)에 상당하는 거리만 지름방향(DR) 바깥쪽으로 이동시킨다. 도 5b에 나타내는 바와 같이, 잉크젯 헤드(11)는, 상술한 도막 형성 완료 영역 A의 외주와 인접하는 위치에서 정지한다. 계속해서, 제어부(41)는 기판(W)을 제1 속도로 회전시킴과 아울러, 각 노즐(12)로부터 레지스트의 액체방울을 기판(W)에 토출시킨다. 이에 의해, 영역 A 외측의 영역 B에 도막(Fb)이 형성된다.

이 영역 B에 도막(Fb)을 형성할 때, 제어부(41)는, 처리 레시피에 기초하여, 도막(Fb)의 막 두께가 도막(Fa)의 막 두께에 비해 얇아지도록, 레지스트의 토출량을 조정한다. 바꿔 말하면, 제어부(41)는, 영역 A에 비해 영역 B에서는 단위면적당 레지스트의 토출량을 작게 시킨다. 레지스트의 토출량을 저하시키는 구체적인 수법으로서는, 노즐(12)로부터 토출시키는 액체방울의 크기를 작게 하는 것, 및/또는, 노즐(12)의 토출 주파수를 저하시키는 것 등이 예시된다.

기판(W)이 1 회전하면 제어부(41)는 기판(W)의 회전을 정지시키고, 노즐(12)로부터의 액체방울의 토출을 정지시킨다.

이 결과, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 영역 B에는, 도막(Fa)에 비해 막 두께가 작은 도막(Fb)이 형성된다.

<스텝 S2c> 영역 C의 도막 형성

스텝 S2a, S2b와 마찬가지로, 잉크젯 헤드(11)를 기판(W)의 지름방향(DR)으로 이동시키는 동작과, 잉크젯 헤드(11)를 소정 위치에서 정지시킨 상태에서 기판(W)을 회전시키면서 각 노즐(12)로부터 액체방울을 토출시키는 동작을 교대로 반복한다. 이에 의해, 도 5c에 나타내는 바와 같이, 잉크젯 헤드(11)는 영역 C에 배치되어, 도막(Fc)이 영역 C에 형성된다.

이 영역 C에 도막(Fc)을 형성할 때, 제어부(41)는, 처리 레시피에 기초하여, 도막(Fc)의 막 두께가 도막(Fb)의 막 두께에 비해 얇아지도록, 레지스트의 토출량을 조정한다.

기판(W)이 1 회전하면, 제어부(41)는 기판(W)의 회전을 정지시키고, 제어부(41)는 노즐(12)에 의한 액체방울의 토출을 정지시킨다. 또한, 제어부(41)는, 잉크젯 헤드(11)를 퇴피위치로 이동시킨다.

이 결과, 도 6c에 나타내는 바와 같이, 기판(W) 전체는, 도막(Fa, Fb, Fc)에 의해 덮인다. 이하에서는, 특별히 도막(Fa, Fb, Fc)을 구별하지 않을 때는, 단지 「도막(F)」이라 한다. 도막(F)의 막 두께는, 기판(W)의 주연부로부터 중앙부에 걸쳐 단계적으로 두꺼워지고 있다. 영역 C에서의 도막(Fc)은, 영역 A, B에서의 도막(Fa, Fb)에 비해 막 두께가 작다.

<스텝 S3> 기판(W) 회전(도막 내의 도포액을 이동시키는 공정)

제어부(41)는, 모터(5)를 제어하여, 제1 속도보다 큰 제2 속도로 기판(W)을 회전시킨다. 제2 속도로서는, 고속인 것이 바람직하고, 예를 들면, 3000[rpm] 등이 예시된다. 도막(F)에는 원심력이 작용하여, 도막(F)을 형성하고 있는 기판(W)상의 레지스트는, 지름방향(DR) 바깥쪽으로 이동한다.

도 7a는 도막(F) 내의 레지스트가 이동하는 모양을 모식적으로 나타내는 단면도이며, 도 7b는 스텝 S3의 종료시에서의 도막(F) 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 7a에 나타내는 바와 같이, 도막(F) 내의 레지스트는 기판(W)의 중앙부로부터 주연부를 향해 이동한다. 구체적으로는, 도막(Fa)으로부터는 레지스트가 유출하고, 도막(Fc)에는 레지스트가 유입한다. 또한, 레지스트의 일부는, 기판(W)의 주연으로부터 뿌리쳐져 기판(W) 밖으로 버려진다.

이에 의해, 도막(Fa)의 막 두께는 감소하는 한편, 도막(Fc)의 막 두께는 증가한다. 스텝 S2에서 설명한 바와 같이, 미리, 기판(W)의 주연부로부터 중앙부에 걸쳐 막 두께가 단계적으로 두꺼워지도록 도막(F)을 형성하고 있으므로, 도막(F)의 막 두께의 격차는 완화되어, 도막(F)의 막 두께는 기판(W) 면내에서 거의 균일하게 된다.

또한, 도막(F) 내의 레지스트가 움직임으로써, 도막(F)의 표면은 고르게 되어, 매끄럽게 정돈되어 간다.

소정 시간이 경과하면, 제어부(41)는 모터(5)를 제어하여 기판(W)의 회전을 정지한다.

이 결과, 스텝 S3의 종료시에는, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 막 두께가 거의 균일함과 아울러, 표면이 평활화된 도막(F)이 얻어진다.

이와 같이, 실시예 1에 관계되는 도포장치에 의하면, 스텝 S2(도막 형성)에서는, 기판(W)의 주연부에 비해 중앙부 쪽이 막 두께가 두꺼운 도막(F)을 억지로 형성한다. 이 때문에, 스텝 S3(기판(W) 회전)에서 도막(F) 내의 레지스트를 기판(W)의 중앙부로부터 주연부를 향해 이동시키면, 도막(F)의 표면을 더 평활하게 할 수 있음과 아울러 도막(F)의 막 두께를 기판(W) 전체에 걸쳐 거의 균일하게 할 수 있다.

또한, 스텝 S2에서는, 기판(W)의 주연부와 중앙부 사이에 걸쳐, 중앙부를 향해 막 두께가 증대하고 있는 도막(F)을 형성하므로, 스텝 S3(기판(W) 회전)의 종료시에는, 막 두께의 균일성이 한층 높은 도막(F)을 얻을 수 있다.

또한, 스텝 S2a 내지 S2c을 통해, 잉크젯 헤드(11)를 정지시킴과 아울러 기판(W)을 회전시키면서 각 노즐(12)로부터 액체방울을 토출시키는 동작과, 잉크젯 헤드(11)를 기판(W)의 지름방향(DR)으로 이동시키는 동작을, 교대로 3회 반복한다. 이에 의해, 동심원 형상의 영역 A 내지 C에 개별적으로 도막(Fa 내지 Fc)을 형성할 수 있다.

또한, 스텝 S2에서는, 영역 A, B, C마다 도막(F)의 막 두께를 다르게 하고, 각 영역 A, B, C 내에서는 각각 동일한 막 두께의 도막(Fa, Fb, Fc)을 형성한다. 따라서 도막(F)을 간략하게 형성할 수 있다. 또한, 제어부(41)는, 각 스텝 S2a 내지 S2b에서 노즐(12)을 각각 똑같이 제어하면 좋으므로, 제어부(41)에 의한 제어를 간략화할 수 있다.

또한, 스텝 S2a에서는, 기판(W)의 지름방향(DR)에서의 각 노즐(12)의 위치는 변하지 않으므로, 도막(Fa)을 용이하게 형성할 수 있다. 마찬가지로, 스텝 S2b, 3에서도, 기판(W)의 지름방향(DR)에서의 각 노즐(12)의 위치는 변하지 않으므로, 도막(Fb, Fc)을 각각 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 제어부(41)에 의한 노즐(12)의 제어를 간략화할 수 있다.

또한, 노즐(12)은 잉크젯 방식이므로, 기판(W)의 위치 또는 영역에 따라, 레지스트의 토출량을 극히 미세하게 정밀도 높게 조정할 수 있다. 따라서 상술한 바와 같은 기판(W)의 주연부와 중앙부 사이에서 막 두께가 다른 도막(F)을 바람직하게 형성할 수 있다.

또한, 스텝 S2에서는, 제2 속도보다 낮은 제1 속도로 기판(W)을 회전시키므로, 노즐(12)로부터 기판(W)상의 각 위치에 정밀도 높게 액체방울을 적중시킬 수 있다. 따라서 도막(F)을 신뢰성 높게 형성할 수 있다.

또한, 스텝 S3에서는, 제1 속도보다 큰 제2 속도로 기판(W)을 회전시키므로, 도막(F)에 대해 바람직하게 원심력을 작용시킬 수 있다. 이 결과, 도막(F)의 막 두께의 균일성을 한층 높일 수 있다.

또한, 스텝 S2 전에, 기판(W)에 레지스트 용제를 공급하는 공정(스텝 S1)을 구비하고 있으므로, 기판(W)상에 토출된 레지스트가 퍼지기 쉬워진다. 이에 의해, 도막(F)의 평활화를 촉진할 수 있다. 또한, 스텝 S3을 행할 때에 도막(F) 내의 레지스트가 이동하기 쉬워져, 도막(F)의 막 두께의 균일성을 바람직하게 높일 수 있다.

제2 실시예

다음으로, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 2를 설명한다.

본 실시예 2에서도, 도포액으로서 레지스트를 도포하는 도포장치를 예로 들어 설명한다. 실시예 2의 구성 중, 주로 잉크젯 헤드에 관련하는 구성이 실시예 1과 달라져 있기 때문에, 잉크젯 헤드를 중심으로 실시예 2의 구성을 설명한다. 또, 그 외의 회전지지부(1), 용제공급부(31) 등의 구성은, 실시예 1과 거의 마찬가지이다. 실시예 1과 같은 구성에 대해서는 동일 부호를 붙인다.

도 8은 실시예 2에 관계되는 도포장치의 평면도이다. 실시예 2는, 실시예 1의 잉크젯 헤드(11)보다 긴 잉크젯 헤드(51)를 구비하고 있다. 잉크젯 헤드(51)의 길이방향의 길이(L)는, 적어도 기판(W)의 반경과 같은 정도이다. 잉크젯 헤드(51)의 하면에는, 다수의 노즐(12)이 형성되어 있다.

본 장치는, 잉크젯 헤드(51)를 이동 가능하게 지지하는 헤드이동기구(61)를 구비하고 있다. 헤드이동기구(61)는, 회전대(回轉臺)(62)와 아암부(63)를 구비하고 있다. 회전대(62)는 아암부(63)의 기단(基端)을 지지함과 아울러, 회전대(62)를 통과하는 대략 연직인 회전축(Rb) 둘레로 아암부(63)를 회전 가능하다. 아암부(63)는, 잉크젯 헤드(51)를 지지하고 있다. 회전대(62)를 구동하면, 잉크젯 헤드(51)는, 수평방향으로 선회이동(회전이동)하여, 기판(W)의 상방 위치와 기판(W)의 상방으로부터 벗어난 퇴피위치(도 8에 점선으로 나타내는 잉크젯 헤드(51)의 위치) 사이에서 이동한다.

본 실시예에서, 헤드이동기구(61)는, 잉크젯 헤드(51)가 기판(W)의 중앙부와 주연부 사이에 걸치도록 처리위치(도 8에 실선으로 나타내는 잉크젯 헤드(51)의 위치)에, 잉크젯 헤드(51)를 배치 가능하게 구성되어 있다. 잉크젯 헤드(51)가 처리위치에 있을 때, 노즐(12)은, 기판(W)의 회전축(Ra)과 주연부 사이에 걸쳐 지름방향(DR)을 따라 늘어서 있다. 또, 이 헤드이동기구(61)는, 본 발명에서의 상대이동기구를 구성하고 있지 않고, 실시예 2에서는, 회전지지부(1)만이, 본 발명에서의 상대이동기구로서 작용한다.

다음으로, 실시예 2에 관계되는 도포장치의 동작(도포방법)에 대해 설명한다. 도 9는 실시예 2에 관계되는 도포장치의 동작을 나타내는 플로우 차트이다. 또, 기판(W)은, 외부로부터 도포장치에 반송되어, 이미 스핀척(3)에 지지되어 있는 것으로 한다. 또한, 실시예 1과 동종(同種)의 처리에 대해서는 간략하게 설명한다.

<스텝 T1> 용제 공급(기판에 도포액의 용제를 공급하는 공정)

제어부(41)는, 용제공급부(31)를 퇴피위치로부터 기판(W)의 상방 위치로 이동시킨다. 계속해서, 용제공급부(31)로부터 용제를 기판(W)상에 공급시킴과 아울러, 기판(W)을 회전시킨다. 이에 의해, 기판(W)의 상면이 용제에 의해 코팅된다.

<스텝 T2> 도막 형성(도막을 형성하는 공정)

제어부(41)는, 헤드이동기구(61)를 제어하여, 잉크젯 헤드(51)를 퇴피위치로부터 처리위치로 회전이동시켜, 처리위치에서 잉크젯 헤드(51)를 정지시킨다. 계속해서, 제어부(41)는, 기판(W)을 제1 속도로 회전시킴과 아울러, 각 노즐(12)을 제어하여 각 노즐(12)로부터 레지스트의 액체방울을 기판(W)에 토출시킨다.

잉크젯 헤드(51)는 기판(W)에 대해 둘레방향으로 등속으로 회전이동한다. 잉크젯 헤드(51)와 대향한 기판(W)의 범위에는, 노즐(12)로부터 토출된 레지스트 액체방울이 착탄하여, 도막(F)(구체적으로는 레지스트막)이 형성된다.

도 10을 참조한다. 도 10은 기판(W)에 도막을 형성하고 있는 모양을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 10으로부터 분명한 바와 같이, 기판(W)을 1 회전시키는 것만으로, 기판(W)의 전면에 도막(F)을 형성할 수 있다.

또한, 이때, 제어부(41)는, 처리 레시피에 기초하여, 기판(W)의 주연부로부터 중앙부를 향해 도막(F)의 막 두께가 서서히 증대하도록, 각 노즐(12)의 레지스트의 토출량을 조정한다. 바꿔 말하면, 제어부(41)는, 기판(W)의 주연부로부터 중앙부를 향해 단위면적당 레지스트의 토출량을 서서히 크게 시킨다.

기판(W)이 1 회전하면, 제어부(41)는, 노즐(12)에 의한 액체방울의 토출을 정지시키고, 잉크젯 헤드(51)를 퇴피위치로 이동시키며, 기판(W)의 회전을 정지시킨다.

도 11을 참조한다. 도 11은 본 스텝 T2의 종료시에서의 기판(W)상의 도막(F)을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도시하는 바와 같이, 도막(F)은, 기판(W)의 주연부로부터 중앙부까지의 범위에 걸쳐 막 두께가 서서히 두꺼워지고 있다.

<스텝 T3> 기판(W) 정지(기판을 정지시킨 상태로 유지하는 공정)

제어부(41)는, 소정 시간 동안, 기판(W)을 회전시키지 않고 정지한 상태로 유지한다. 시간 경과에 따라 착탄 후의 액체방울끼리가 융합한다(각 액체방울이 각각 확산한다). 즉, 스텝 T2의 종료시에 도막(F)의 표면에 요철이 존재하고 있어도, 스텝 T3의 기간 중에 그들 요철은 서서히 고르게 되어 간다.

<스텝 T4> 기판(W) 회전(도막 내의 도포액을 이동시키는 공정)

제어부(41)는, 제1 속도보다 큰 제2 속도로 기판(W)을 회전시킨다. 도막(F)에는 원심력이 작용하여, 도막(F)을 형성하고 있는 기판(W)상의 레지스트가 지름방향(DR) 바깥쪽으로 이동한다. 이에 의해, 기판(W)의 중앙부에서의 도막(F)의 막 두께는 감소하는 한편, 기판(W)의 주연부에서의 도막(F)의 막 두께는 증가한다. 스텝 T2에서 설명한 바와 같이, 미리, 기판(W)의 주연부로부터 중앙부에 걸쳐 막 두께가 서서히 두꺼워지도록 도막(F)을 형성하고 있으므로, 도막(F) 내의 레지스트의 이동에 의해 도막(F)의 막 두께의 격차가 완화되어 간다.

소정 시간이 경과하면, 제어부(41)는 기판(W)의 회전을 정지한다. 이 결과, 스텝 T4의 종료시에는, 막 두께가 거의 균일하게 된 도막(F)이 얻어진다. 또한, 도막(F) 내의 레지스트가 이동한 것에 의해, 도막(F)의 표면은 매끄럽게 정돈되어 있다.

이와 같이, 실시예 2에 관계되는 도포장치에 의해서도, 실시예 1과 마찬가지로, 도막(F)의 표면의 평활화 및 도막(F)의 막 두께의 균일화를 일거에 달성할 수 있다.

또한, 실시예 2에 관계되는 도포장치에 의하면, 잉크젯 헤드(51)는, 적어도 기판(W)의 반경과 같은 정도의 길이를 가지므로, 기판(W)의 중앙부와 주연부 사이에 걸쳐 잉크젯 헤드(51)를 배치할 수 있다. 따라서 스텝 T2(도막 형성)에서는, 기판(W)을 1 회전시키는 것만으로, 도막(F)의 형성을 완료할 수 있다.

또한, 스텝 T2(도막 형성) 후이고 스텝 T4(기판(W) 회전) 전에 행해지는 스텝 T3(기판(W)을 정지)을 갖고 있으므로, 기판(W)상에서 인접하는 착탄 후의 액체방울끼리가 한층 어울려서, 한층 매끄럽게 연속해 있는 것을 기대할 수 있다. 따라서 스텝 T4을 실행한 때에, 도막(F)의 표면을 용이하게 평활하게 시킬 수 있다.

본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 아래와 같이 변형 실시할 수 있다.

(1) 상술한 실시예 1에서는, 스텝 S2에서, 도 6c에 나타내는 바와 같이 기판(W)의 주연부로부터 중앙부에 걸쳐 막 두께가 단계적으로 두꺼워지고 있는 도막(F)을 형성했다. 또한, 실시예 2에서는, 스텝 T2에서, 도 11에 나타내는 바와 같이 기판(W)의 주연부로부터 중앙부까지의 범위에 걸쳐 막 두께가 서서히 두꺼워지고 있는 도막(F)을 형성했다. 그러나 도막(F)은 이들로 한정되지 않는다. 예를 들면, 기판(W)의 주연부로부터 중앙부를 향해 막 두께가 증대하는 비율이 일정한 도막이어도 좋고, 기판(W)의 주연부로부터 중앙부를 향해 막 두께가 증대하는 비율이 변화하는 도막이어도 좋다.

또한, 기판(W)의 중앙부의 막 두께가 주연부의 막 두께에 비해 큰 도막이면, 중앙부로부터 주연부에 걸치는 범위에서 막 두께가 변화하고 있지 않아도 좋다(막 두께가 일정해도 좋다). 도 12를 참조한다. 도 12는 변형 실시예에 관계되는 도막(F)의 단면도의 일례를 나타낸다. 도시하는 바와 같이, 도막(F)은, 기판(W)의 중앙부의 막 두께만이 크고, 중앙부 이외의 범위(주연부를 포함한다)에서는 막 두께가 일정하다(변화하고 있지 않다). 이러한 도막(F)이어도, 기판(W)의 중앙부의 막 두께가 주연부의 막 두께에 비해 크므로, 실시예 1, 2와 마찬가지로, 스텝 S3(T4)의 종료시에 거의 균일한 막 두께의 도막(F)을 얻을 수 있다.

또한, 도 12에 나타내는 도막(F)과는 반대로, 기판(W)의 주연부의 막 두께만이 작고, 주연부 이외의 범위(중앙부를 포함한다)에서는 막 두께가 일정(변화하고 있지 않다)하도록 한 도막(F)이어도 좋다.

(2) 상술한 각 실시예 1, 2에서는, 스텝 S2(T2)에서, 기판(W)을 회전시킴에 따라 기판(W)과 잉크젯 헤드(11, 51)를 상대적으로 이동시키고 있었지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기판(W)을 회전시키지 않고(정지시키면서), 잉크젯 헤드(11, 51)를 이동시키는 것으로, 기판(W)과 잉크젯 헤드(11, 51)를 상대적으로 이동해도 좋다.

도 13을 참조한다. 도 13은 변형 실시예에 관계되는 도포장치(방법)에서, 기판(W)에 도막을 형성하고 있는 모양을 모식적으로 나타내는 도면이다. 이 변형예에서는, 잉크젯 헤드(71)는, 도시생략된 헤드이동기구에 의해, 수평인 2축 방향으로 각각 이동 가능하다. 도 13에서는, 수평인 2축 방향을 각각 「X」축 및 「Y」축으로 나타낸다. 그리고 잉크젯 헤드(71)를 기판(W)의 전면에 걸쳐 평행이동시키면서, 노즐(12)로부터 기판(W)에 레지스트 액체방울을 토출시킴으로써, 기판(W)에 도막(F)을 형성해도 좋다. 또, 이 변형예에서는, 도시되지 않은 헤드이동기구가, 본 발명에서의 상대이동기구에 상당한다.

이러한 변형 실시예에 의하면, 실시예 1, 2와 같이 잉크젯 헤드(11, 51)를 기판(W)에 대해 상대적으로 회전이동시키는 경우에 비해, 기판(W)에 대한 각 노즐(12)의 이동량(변위량)을 똑같이 할 수 있다. 따라서 단위면적당 레지스트의 토출량을 용이하게 조정할 수 있어, 도막(F)의 막 두께를 용이하게 조정할 수 있다.

(3) 상술한 실시예 2에서는, 단일(單一) 잉크젯 헤드(51)를 처리위치에 배치하여 스텝 T2을 실행했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 복수의 잉크젯 헤드를 기판(W)의 중앙부와 주연부 사이에 걸쳐 배치한 상태에서, 스텝 T2을 실행하도록 구성해도 좋다. 장치 구성으로서는, 길이가 긴 잉크젯 헤드(51) 대신에, 길이방향의 길이(L)가 기판(W)의 반경보다 짧은 복수개의 잉크젯 헤드를 구비하도록 변경해도 좋다.

(4) 상술한 실시예 1에서는, 영역 A, B, C에 도막(F)을 각각 형성할 때(스텝 S2), 기판(W)의 회전속도는 일률적으로 제1 속도였지만, 이에 한정되지 않는다. 영역 A 내지 C에 도막(F)을 형성할 때에, 각각 다른 회전속도로 기판(W)을 회전시켜도 좋다.

(5) 상술한 실시예 1에서는, 영역 A, B, C의 순번으로 도막(F)을 형성했지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 도막(F)을 형성하는 각 영역 A 내지 C의 순번은 임의로 변경해도 좋다.

(6) 상술한 각 실시예에서는, 도포액으로서 레지스트를 예시했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, SOG액, 저유전막재료(低誘電膜材料), 폴리이미드 수지 등의 도포액으로 변경해도 좋다.

(7) 상술한 각 실시예 및 각 변형 실시예의 각 구성을 알맞게 조합하는 형태로 변경해도 좋다.

본 발명은, 그 사상 또는 본질로부터 일탈하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있으며, 따라서 발명 범위를 나타내는 것으로서, 이상과 같은 설명이 아니라, 부가된 클레임을 참조해야 한다.

Claims (18)

1. 도포방법에 있어서, 상기 방법은,
   잉크젯 헤드에 설치되는 복수의 노즐로부터 도포액의 액체방울(液滴)을 기판에 토출시켜, 기판의 주연부(周緣部)에서의 막 두께에 비해 기판의 중앙부에서의 막 두께가 두꺼운 도포액의 도막(塗膜)을 기판의 전면에 형성하는 공정;
   기판을 회전시켜 기판의 중앙부로부터 주연부를 향해 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정;
   을 포함하며,
   도막을 형성하는 공정은, 기판의 주연부로부터 중앙부를 향해 막 두께가 증대하고 있는 도막을 형성하는 도포방법.
2. 도포방법에 있어서, 상기 방법은,
   잉크젯 헤드에 설치되는 복수의 노즐로부터 도포액의 액체방울(液滴)을 기판에 토출시켜, 기판의 주연부(周緣部)에서의 막 두께에 비해 기판의 중앙부에서의 막 두께가 두꺼운 도포액의 도막(塗膜)을 기판의 전면에 형성하는 공정;
   기판을 회전시켜 기판의 중앙부로부터 주연부를 향해 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정;
   을 포함하며,
   도막을 형성하는 공정은, 기판을 구획(區劃)하는 복수의 동심원 형상의 영역 사이에서 막 두께가 다르고, 또, 외주측(外周側) 영역으로부터 내주측(內周側) 영역에 걸쳐 단계적으로 막 두께가 두껍게 되어 있는 도막을 형성하는 도포방법.
3. 도포방법에 있어서, 상기 방법은,
   잉크젯 헤드에 설치되는 복수의 노즐로부터 도포액의 액체방울(液滴)을 기판에 토출시켜, 기판의 주연부(周緣部)에서의 막 두께에 비해 기판의 중앙부에서의 막 두께가 두꺼운 도포액의 도막(塗膜)을 기판의 전면에 형성하는 공정;
   기판을 회전시켜 기판의 중앙부로부터 주연부를 향해 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정;
   을 포함하며,
   도막을 형성하는 공정은,
   잉크젯 헤드를 정지시킴과 아울러 기판을 회전시키면서 각(各) 노즐로부터 액체방울을 토출시키는 공정과,
   잉크젯 헤드를 기판의 지름방향으로 이동시키는 공정,
   을 갖고,
   액체방울을 토출시키는 공정 및 잉크젯 헤드를 이동시키는 공정을 교대로 반복함으로써 도막을 형성하는 도포방법.
4. 도포방법에 있어서, 상기 방법은,
   잉크젯 헤드에 설치되는 복수의 노즐로부터 도포액의 액체방울(液滴)을 기판에 토출시켜, 기판의 주연부(周緣部)에서의 막 두께에 비해 기판의 중앙부에서의 막 두께가 두꺼운 도포액의 도막(塗膜)을 기판의 전면에 형성하는 공정;
   기판을 회전시켜 기판의 중앙부로부터 주연부를 향해 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정;
   을 포함하며,
   도막을 형성하는 공정은, 기판을 회전시키지 않고 잉크젯 헤드를 평행이동시키면서 노즐로부터 기판에 액체방울을 토출시키는 도포방법.
5. 도포방법에 있어서, 상기 방법은,
   잉크젯 헤드에 설치되는 복수의 노즐로부터 도포액의 액체방울(液滴)을 기판에 토출시켜, 기판의 주연부(周緣部)에서의 막 두께에 비해 기판의 중앙부에서의 막 두께가 두꺼운 도포액의 도막(塗膜)을 기판의 전면에 형성하는 공정;
   기판을 회전시켜 기판의 중앙부로부터 주연부를 향해 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정;
   을 포함하며,
   도막을 형성하는 공정은, 기판의 중앙부에 비해 기판의 주연부에서는, 노즐로부터 토출시키는 액체방울의 크기를 크게 하는 도포방법.
6. 도포방법에 있어서, 상기 방법은,
   잉크젯 헤드에 설치되는 복수의 노즐로부터 도포액의 액체방울(液滴)을 기판에 토출시켜, 기판의 주연부(周緣部)에서의 막 두께에 비해 기판의 중앙부에서의 막 두께가 두꺼운 도포액의 도막(塗膜)을 기판의 전면에 형성하는 공정;
   기판을 회전시켜 기판의 중앙부로부터 주연부를 향해 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정;
   을 포함하며,
   도막을 형성하는 공정은, 기판의 중앙부에 비해 기판의 주연부에서는, 노즐로부터 액체방울을 토출시키는 주파수를 크게 하는 도포방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   도막을 형성하는 공정은, 적어도 기판을 회전시킴에 따라 잉크젯 헤드와 기판을 상대적으로 이동시키면서 노즐로부터 기판에 액체방울을 토출시키고,
   도막을 형성하는 공정에서의 기판의 회전속도는, 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정에서의 기판의 회전속도에 비해 작은 도포방법.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   도막을 형성하는 공정은, 기판의 중앙부와 주연부 사이에 걸쳐 잉크젯 헤드를 배치하고, 기판을 회전시키면서 노즐로부터 기판에 액체방울을 토출시키는 도포방법.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   도막을 형성하는 공정 전(前)에, 기판에 도포액의 용제(溶劑)를 공급하는 공정을 구비하고 있는 도포방법.
10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    도막을 형성하는 공정 후이고, 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정 전에, 기판을 정지시킨 상태로 유지하는 공정을 구비하고 있는 도포방법.
11. 기판에 도포액을 도포하는 도포장치에 있어서, 상기 장치는,
    기판을 회전 가능하게 지지하는 회전지지부;
    도포액의 액체방울을 토출 가능한 복수의 노즐을 갖는 잉크젯 헤드;
    상기 잉크젯 헤드와 기판을 상대적으로 이동시키는 상대이동기구(相對移動機構);
    상기 상대이동기구를 제어하여 기판과 상기 잉크젯 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 상기 노즐을 제어하여 상기 노즐로부터 액체방울을 기판에 토출시켜, 기판의 주연부에서의 막 두께에 비해 기판의 중앙부에서의 막 두께가 두꺼운 도포액의 도막을 기판의 전면에 형성하고, 그 후, 상기 회전지지부를 제어하여 기판을 회전시켜서, 기판의 중앙부로부터 주연부를 향해 도막 내의 도포액을 이동시키는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 노즐로부터 토출시키는 액체방울의 크기, 및, 상기 노즐로부터 액체방울을 토출시키는 주파수 중 적어도 어느 쪽을 조정하는 도포장치.
12. 기판에 도포액을 도포하는 도포장치에 있어서, 상기 장치는,
    기판을 회전 가능하게 지지하는 회전지지부;
    도포액의 액체방울을 토출 가능한 복수의 노즐을 갖는 잉크젯 헤드;
    상기 잉크젯 헤드와 기판을 상대적으로 이동시키는 상대이동기구(相對移動機構);
    상기 상대이동기구를 제어하여 기판과 상기 잉크젯 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 상기 노즐을 제어하여 상기 노즐로부터 액체방울을 기판에 토출시켜, 기판의 주연부에서의 막 두께에 비해 기판의 중앙부에서의 막 두께가 두꺼운 도포액의 도막을 기판의 전면에 형성하고, 그 후, 상기 회전지지부를 제어하여 기판을 회전시켜서, 기판의 중앙부로부터 주연부를 향해 도막 내의 도포액을 이동시키는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 상대이동기구는, 상기 잉크젯 헤드를 평행이동시키는 헤드이동기구이며,
    상기 제어부는, 상기 헤드이동기구를 제어하여 정지하는 기판에 대해 잉크젯 헤드를 이동시킴으로써, 기판과 상기 잉크젯 헤드를 상대적으로 이동시키는 도포장치.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 회전지지부는, 상기 상대이동기구를 겸함과 아울러,
    상기 상대이동기구는, 또한, 상기 잉크젯 헤드를 기판의 지름방향으로 이동시키는 헤드이동기구를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 회전지지부 및 상기 헤드이동기구를 제어하여, 기판을 회전시키고, 상기 잉크젯 헤드를 기판의 지름방향으로 이동시킴으로써, 기판과 상기 잉크젯 헤드를 상대이동시키는 도포장치.
14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드는, 기판의 중앙부로부터 주연부에 걸쳐 배치 가능하고,
    상기 회전지지부는, 상기 상대이동기구를 겸하며,
    상기 제어부는, 상기 잉크젯 헤드를 기판의 중앙부로부터 주연부에 걸쳐 배치시킨 상태에서 상기 회전지지부를 제어하여 기판을 회전시킴으로써, 기판과 상기 잉크젯 헤드를 상대이동시키는 도포장치.
15. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    도막을 형성하는 공정에 있어서의 기판의 회전 속도는, 도막 내의 도포액을 이동시키는 공정에 있어서의 기판의 회전 속도에 비해 작은 도포방법.
16. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제어부는, 도포액의 도막을 형성할 때에는, 도막 내의 도포액을 이동시킬 때에 비해 작은 회전 속도로 기판을 회전시키는 도포장치.
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