(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に所定の塗布液を供給しこの基板を回転させて基板の表面に薄膜を形成する塗布装置において、
基板を水平に保って回転可能に保持する保持手段と、保持手段に保持された基板の表面上に塗布液を供給する細長ノズルと、この細長ノズルを基板の表面と平行に移動させるローダと、前記細長ノズルを洗浄する洗浄装置と、前記洗浄装置を前記細長ノズルの長手方向に移動可能な移動機構と、を備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記洗浄装置は、細長ノズルの下端を洗浄するローラを備えるものであることを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項３】
基板の表面に所定の塗布液を供給しこの基板を回転させて基板の表面に薄膜を形成する塗布装置において、
基板を水平に保って回転可能に保持する保持手段と、保持手段に保持された基板の表面上に塗布液を供給する細長ノズルと、この細長ノズルを基板の表面と平行に移動させるローダと、前記細長ノズルを洗浄する洗浄装置と、を備え、
前記洗浄装置は、リンス溶剤が供給される洗浄用ノズルと、リンス溶剤を吸引排水する排水排気管と、を備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項４】
前記洗浄装置は、Ｎ2が加圧供給される乾燥用ノズルをさらに有することを特徴とする請求項３記載の塗布装置。
【請求項５】
前記洗浄装置において、前記リンス溶剤用洗浄用ノズルとＮ2用乾燥用ノズルとを兼用したことを特徴とする請求項４記載の塗布装置。
【請求項６】
前記洗浄装置は、前記洗浄用ノズルを前記細長ノズルの長手方向に往復移動可能な移動機構をさらに有することを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項７】
基板の表面に所定の塗布液を供給しこの基板を回転させて基板の表面に薄膜を形成する塗布方法において、
基板の表面上において、細長ノズルに塗布液を供給しつつ移動させて、所定領域に塗布液を供給する塗布液供給工程と、塗布液が供給された基板を水平面内で回転させることによって、所定領域に供給された塗布液を基板の表面全体に広げる塗布液拡散工程と、前記細長ノズルの長手方向に洗浄用ノズルを移動させつつ洗浄用ノズルから前記細長ノズルにリンス溶剤を噴出して洗浄する洗浄工程と、を備えることを特徴とする塗布方法。
【請求項８】
基板の表面に所定の塗布液を供給しこの基板を回転させて基板の表面に薄膜を形成する塗布方法において、
基板の表面上において、細長ノズルに塗布液を供給しつつ移動させて、所定領域に塗布液を供給する塗布液供給工程と、塗布液が供給された基板を水平面内で回転させることによって、所定領域に供給された塗布液を基板の表面全体に広げる塗布液拡散工程と、前記細長ノズルにリンス溶剤を噴出して洗浄する洗浄工程と、を備え、前記洗浄工程は、噴出したリンス溶剤を吸引排水する工程を含むことを特徴とする塗布方法。
【請求項９】
前記細長ノズルをブローして乾燥させる乾燥工程をさらに備えたことを特徴とする請求項７または８記載の塗布方法。
【請求項１０】
前記乾燥工程は、ブローしつつ吸引排気する工程を含むことを特徴とする請求項９記載の塗布方法。
【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、ディスクなどの円形基板、液晶用ガラス基板、フォトマスクなどの角型基板等、各種基板の表面にフォトレジスト等の所定の塗布液を塗布して薄膜を形成するための塗布装置及び塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶用ガラス基板等の各種基板を回転可能なチャック上に載置し、この基板の上方からレジスト液を滴下し、その後この基板をチャックとともに回転させてレジスト液を遠心力によって基板の表面全体に広げ、基板の表面全体に塗布液の均一な膜厚を有する薄膜を形成する塗布装置（スピンコータ）が種々知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の塗布装置では、基板表面に滴下されるレジスト液の量に比較して、レジスト膜の形成の段階で基板表面上に残存するレジスト液の量が極めてわずかである。すなわち、滴下されるレジスト液のうちのほとんどが遠心力によって基板表面から飛散されレジスト膜の形成に寄与しなくなり、レジスト液の多くが無駄に消費される。
【０００４】
このような問題を解決するため、例えば基板表面に滴下するレジスト液の量を少なくすると、基板表面全体にレジスト液が行き渡らず均一な薄膜を形成することができないという別の問題が生じてしまう。
【０００５】
さらに、基板とともに回転するチャックの回転数を小さくすると、遠心力によって基板表面から飛散されるレジスト液の量を少なくすることができるものの、基板表面に形成されるレジスト膜の膜厚が大きくなったり不均一となってしまい、所望の品質のレジスト厚を形成することができないというさらに別の問題が生じてしまう。
【０００６】
そこで、この発明は、レジスト液その他の薄膜形成用として用いられる塗布液の消費量を少なくすることが可能であるとともに、基板表面全体にわたって均一で、しかも所望の膜厚を有する薄膜を形成することが可能な塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の塗布装置は、基板の表面に所定の塗布液を供給しこの基板を回転させて基板の表面に薄膜を形成する塗布装置において、基板を水平に保って回転可能に保持する保持手段と、保持手段に保持された基板の表面上に塗布液を供給する細長ノズルと、この細長ノズルを基板の表面と平行に移動させるローダと、前記細長ノズルを洗浄する洗浄装置と、前記洗浄装置を前記細長ノズルの長手方向に移動可能な移動機構と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の塗布装置は、前記洗浄装置が、細長ノズルの下端を洗浄するローラを備えるものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の塗布装置は、基板の表面に所定の塗布液を供給しこの基板を回転させて基板の表面に薄膜を形成する塗布装置において、基板を水平に保って回転可能に保持する保持手段と、保持手段に保持された基板の表面上に塗布液を供給する細長ノズルと、この細長ノズルを基板の表面と平行に移動させるローダと、前記細長ノズルを洗浄する洗浄装置と、を備え、前記洗浄装置は、リンス溶剤が供給される洗浄用ノズルと、リンス溶剤を吸引排水する排水排気管と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の塗布装置は、前記洗浄装置が、Ｎ２が加圧供給される乾燥用ノズルをさらに有することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の塗布装置は、前記洗浄装置において、前記リンス溶剤用洗浄用ノズルとＮ２用乾燥用ノズルを兼用したことを特徴とする。
【００１３】
請求項６の塗布装置は、前記洗浄装置が、前記洗浄用ノズルを前記細長ノズルの長手方向に往復移動可能な移動機構をさらに有することを特徴とする。
【００１４】
請求項７の塗布方法は、基板の表面に所定の塗布液を供給しこの基板を回転させて基板の表面に薄膜を形成する塗布方法において、基板の表面上において、細長ノズルに塗布液を供給しつつ移動させて、所定領域に塗布液を供給する塗布液供給工程と、塗布液が供給された基板を水平面内で回転させることによって、所定領域に供給された塗布液を基板の表面全体に広げる塗布液拡散工程と、前記細長ノズルの長手方向に洗浄用ノズルを移動させつつ洗浄用ノズルから前記細長ノズルにリンス溶剤を噴出して洗浄する洗浄工程と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項８の塗布方法は、基板の表面に所定の塗布液を供給しこの基板を回転させて基板の表面に薄膜を形成する塗布方法において、基板の表面上において、細長ノズルに塗布液を供給しつつ移動させて、所定領域に塗布液を供給する塗布液供給工程と、塗布液が供給された基板を水平面内で回転させることによって、所定領域に供給された塗布液を基板の表面全体に広げる塗布液拡散工程と、前記細長ノズルにリンス溶剤を噴出して洗浄する洗浄工程と、を備え、前記洗浄工程が、噴出したリンス溶剤を吸引排水する工程を含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項９の塗布方法は、前記細長ノズルをブローして乾燥させる（乾燥）工程をさらに備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の塗布方法は、前記乾燥工程が、ブローしつつ吸引排気する工程を含むことを特徴とする。
【００１８】
【作用】
請求項１の塗布装置では、細長ノズルをローダで基板と平行に移動させることにより、基板の所定領域に前塗布する。細長ノズルは洗浄装置によって洗浄されて、細長ノズルに付着した塗布液が洗浄される。洗浄装置は移動機構により細長ノズルの長手方向に移動して洗浄する。
【００１９】
請求項２の塗布装置では、細長ノズルの下端がローラにより洗浄される。
【００２０】
請求項３の塗布装置では、細長ノズルをローダで基板と平行に移動させることにより、基板の所定領域に前塗布する。細長ノズルは、リンス溶剤が加圧供給される洗浄用ノズルにより洗浄される。洗浄時のリンス溶剤は排水排気管から吸引して排水される。
【００２１】
請求項４の塗布装置では、細長ノズルが洗浄後に乾燥用ノズルからのＮ２により乾燥される。
【００２２】
請求項５の塗布装置では、前記洗浄装置において、前記リンス溶剤用洗浄用ノズルとＮ２用乾燥用ノズルが兼用されている。
【００２４】
請求項６の塗布装置では、洗浄用ノズルが移動機構により細長ノズルの長手方向に往復移動される。
【００２５】
請求項７の塗布方法では、基板の表面上において、細長ノズルに塗布液を供給しつつ移動させて所定領域に塗布液が供給され、塗布液が供給された基板を水平面内で回転させることによって、所定領域に供給された塗布液を基板の表面全体に広げられる。細長ノズルには洗浄用ノズルからリンス溶剤が噴出されて洗浄される。洗浄用ノズルは細長ノズルの長手方向に移動して洗浄する。
【００２６】
請求項８の塗布方法では、基板の表面上において、細長ノズルに塗布液を供給しつつ移動させて所定領域に塗布液が供給され、塗布液が供給された基板を水平面内で回転させることによって、所定領域に供給された塗布液を基板の表面全体に広げられる。細長ノズルには洗浄用ノズルからリンス溶剤が噴出されて洗浄される。洗浄工程において、噴出したリンス溶剤が吸引排水される。
【００２７】
請求項９の塗布方法では、細長ノズルはブローして乾燥される。
【００２８】
請求項１０の塗布方法では、乾燥工程において、ブローしつつ吸引排気がされる。
【００２９】
【実施例】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、第１実施例の塗布装置は、液晶用ガラス基板２の短手方向に延びる端辺２ａに平行に移動するレジスト供給用のノズル４と、この端辺２ａに平行に延びるレジスト拡張用のハケであるプレート６と、このプレート６を端辺２ａに直角な端辺２ｂに平行に移動させるプレート用ローダ８と、液晶用ガラス基板２を保持し、レジストの供給・拡張後に液晶用ガラス基板２とともに回転するチャック９とを備える。
【００３０】
本実施例においては、保持される液晶用ガラス基板２が角型であるのでチャックの上面もその形状に対応した角型をなしており、基板２全体をできるだけ水平に保持するように構成されている。なお、円形の半導体ウエハを保持する場合には円形のチャックを用いれば良い。さらに、基板全体をできるかぎり水平に保持するためには、その端縁近傍までチャックによって保持するのが好ましいことは言うまでもない。
【００３１】
ノズル４は、液晶用ガラス基板２の１つの端辺２ａの両端を除いた区間内でこの端辺２ａに平行に往復動可能となっている。ノズル４を一方向に移動させつつレジスト液１０を吐出させることにより、端辺２ａに近接しこの端辺２ａに沿って長細く延びる領域にレジスト液１０を滴下する。
【００３２】
プレート６は、その下端が端辺２ａに平行になるように液晶用ガラス基板２と等間隔ｔを保って、端辺２ｂの長手方向に往復動可能となっている。プレート６を液晶用ガラス基板２の表面に近接させて端辺２ｂの長手方向に移動させることにより、レジスト液１０の基板２への全面塗布に先立って、液晶用ガラス基板２の表面の一定領域、つまり液晶用ガラス基板２上の周辺から所定距離以上を保った表面領域（以下、「前塗布領域」という）にレジスト液１０を拡張する。なお、この処理を、後述するようにしてレジスト液１０を基板表面全体に広げる処理と区別するため、この明細書では「前塗布」と称する。
【００３３】
プレート用ローダ８は、プレート６を液晶用ガラス基板２の端辺２ｂの長手方向に往復動させる。図示していないが、このプレート用ローダ８は上下方向にも往復動可能で、プレート６の下端と液晶用ガラス基板２との間隔ｔを適宜調節可能になっている。
【００３４】
チャック９は、プレート用ローダ８が液晶用ガラス基板２の近傍から待避した後、レジスト液１０を前塗布してある液晶用ガラス基板２とともに回転し、レジスト液１０を液晶用ガラス基板２の全面に広げる。
【００３５】
以下、図２に基づいて、第１実施例の塗布装置の動作について説明する。
【００３６】
図２（ａ）に示すように、ノズル４を図面の前後方向（紙面に対して垂直な方向）に走査しつつノズル４からレジスト液１０を吐出させる。これにより、液晶用ガラス基板２の端辺２ａに近接しこれに沿って長細く延びる領域にレジスト液１０が滴下される。
【００３７】
図２（ｂ）に示すように、プレート６を液晶用ガラス基板２に近接させて、液晶用ガラス基板２上に滴下されたレジスト液１０を図面左方向に掻き出し、液晶用ガラス基板２上の前塗布領域にレジスト液１０を前塗布する。この際のプレート６のスキャンスピードは、プレート６の下端と液晶用ガラス基板２との間隔ｔに応じて適宜変更する必要がある。この間隔ｔは、レジスト液１０を可能な限り薄く塗る必要から可能な限り小さくする必要があるが、機構上ある程度以上小さくすることが困難である。したがって、間隔ｔが大きくなるほどプレート６のスキャンスピードを早くし、プレート６の進行方向の前方に十分大きなレジスト溜まり１０ａを作りつつレジスト液１０を広げることで、間隔ｔより十分薄くレジスト液１０を広げることができる。なお、レジスト液１０の消費量を抑えるためには、例えばレジスト液１０の厚みを約０．１ｍｍ以下にする必要があるが、この場合には、プレート６の下端と液晶用ガラス基板２との間隔ｔを０．２〜０．５ｍｍ程度に調整すればよい。
【００３８】
図２（ｃ）に示すように、液晶用ガラス基板２の図面左側端までプレート６を移動させ終わった後は、プレート６を固定したままでレジスト液１０をしばらく放置し、レジスト液１０の表面がその自重等によって平坦になるのを待つ（以下、「レベリング処理」という）。このレベリング処理により、プレート６の下端に形成されたレジスト溜まり１０ａがならされ、次の反対方向への再スキャン工程の準備ができる。
【００３９】
図２（ｄ）に示すように、プレート６を図面右側に逆スキャンして液晶用ガラス基板２上のレジスト液１０をさらに平坦化する。なお、この処理及び図２（ｃ）のレベリング処理は必ずしも必要ではない。
【００４０】
図２（ｅ）は、図２（ｃ）のレベリング処理の変形例を示した図である。レジスト溜まり１０ａを越えるようにプレート６を移動させれば、迅速なレベリング処理が可能になり、図２（ｄ）の逆スキャンの処理も効果的なものとなる。
【００４１】
図３（ａ）は、レジスト液１０の前塗布が施された液晶用ガラス基板２を模式的に表した平面図である。前塗布領域に塗布されたレジスト液１０の周縁１０ｂは、液晶用ガラス基板２の端辺２ａ、２ｂから等間隔ａに保たれている。図示のような前塗布により、レジスト液１０の周縁１０ｂが液晶用ガラス基板２の端辺２ａ、２ｂからほぼ等距離に位置することとなる。このような前塗布の工程と後に説明する液晶用ガラス基板２の回転の工程とによって、レジスト液１０を液晶用ガラス基板２の端辺２ａ、２ｂまでほぼ一様に広げることができる。なお、レジスト液１０の消費量を抑えるためにレジスト液１０の滴下量を制限した場合、間隔ａが増大するほどレジスト液１０が均一に広がり難くなり、間隔ａが減少するほどレジスト液１０を薄く塗る必要が生じるので、この間隔ａは、レジスト液１０の塗布後の膜厚の精度等各種の規格に合わせて適宜設定する。
【００４２】
液晶用ガラス基板２の端辺２ａ、２ｂからレジスト液１０の周縁１０ｂまでの間隔ａは、液晶用ガラス基板２の大きさ、縦横の比率等に応じて適宜変更する。例えば、３２０ｍｍ×４００ｍｍから７５０ｍｍ×１０００ｍｍの液晶用ガラス基板２に前塗布の処理を施す場合、以下に説明する第１条件では、ａを０＜ａ≦６０ｍｍの範囲とする。図４を参照して説明すると、この第１条件では、加速スピン工程で加速度を１１．７回転／秒２程度以上とし、加速時間を２．９秒程度以下とする。また、本スピン工程で回転数を２０００回転／分とし、回転時間を４．０秒程度とする。また、減速スピン工程で減速度を１１．７回転／秒２程度以上とし、減速時間を２．９秒程度以下とする。
【００４３】
一方、上記と別の第２条件では、加速スピン工程で加速度を８．３回転／秒２程度とし、加速時間を４．０秒程度とする。また、本スピン工程で回転数を２０００回転／分とし、回転時間を４．０秒程度とする。また、減速スピン工程で減速度を８．３回転／秒２程度とし、減速時間を４．０秒程度とする。
【００４４】
以上のような前塗布を終了した状態で、液晶用ガラス基板２をチャック９とともに高速で回転させ、レジスト液１０を液晶用ガラス基板２の全面に広げる。この状態で、液晶用ガラス基板２上のレジスト液１０を硬化させて、液晶用ガラス基板２上にレジスト膜を形成する。
【００４５】
図３（ｂ）は、図３（ａ）と異なる前塗布が施された液晶用ガラス基板２を模式的に表した平面図である。この場合、前塗布領域に塗布されたレジスト液１０の周縁１０ｂと、液晶用ガラス基板２の端辺２ａ、２ｂとは、相似形となっている。図示のような前塗布により、レジスト液１０の周縁１０ｂが液晶用ガラス基板２の端辺２ａ、２ｂからほぼ等距離に位置することとなる。
【００４６】
また、液晶用ガラス基板２の回転中心２ｃからの距離が短くなるほどレジスト液に働く遠心力は増大するので、図示のように上下の未塗布領域の幅より左右の未塗布領域の幅が広い方が、レジスト液１０の消費量を結果的に減少させることができる。
【００４７】
以上説明のように、第１実施例の塗布装置によれば、液晶用ガラス基板２の端辺２ａ、２ｂから回転中心２ｃに向けてほぼ等距離の位置を周縁１０ｂとする前塗布領域にレジスト液１０をほぼ均一な厚さに供給している。したがって、液晶用ガラス基板２を回転させることにより、液晶用ガラス基板２上に前塗布されたレジスト液１０を端辺２ａ、２ｂまで均一に広げ、周縁１０ｂを液晶用ガラス基板２の外周にほとんど同時に到達させることができる。したがって、周縁１０ｂが液晶用ガラス基板２の外周に到達した後迅速に液晶用ガラス基板２の回転を停止させることで、レジスト液１０が液晶用ガラス基板２の端辺２ａ、２ｂから飛散する量を減少させてレジスト液の無駄を抑えることができ、液晶用ガラス基板２の表面全体にわたって均一な膜厚を有するレジスト膜を形成することができる。具体的に説明すると、３２０ｍｍ×４００ｍｍから７５０ｍｍ×１０００ｍｍの範囲の液晶用ガラス基板２に使用するレジスト液１０は、従来方法で２０ｃｃ程度であるが、実施例では１０ｃｃ程度に減少させることができる。
【００４８】
図５に示すように、第２実施例の塗布装置は、レジストの供給及び拡張のための細長ノズル４６を備える。この細長ノズル４６を液晶用ガラス基板２の端辺２ｂに平行に移動させるローダと、液晶用ガラス基板２を保持しこれとともに回転するチャックとについては、第１実施例と同様の構成を有しているため、ここでは説明を省略する。
【００４９】
細長ノズル４６は、レジスト液１０を溜めるキャビティ４６ａと、細長ノズル４６の長手方向に沿って形成されるとともにキャビティ４６ａに連通するスリット４６ｂとを備える。レジスト供給パイプ４６ｃからレジスト液１０を加圧供給すると、キャビティ４６ａに溜まったレジスト液１０がスリット４６ｂの間から吐出される。また、細長ノズル４６は、その下端が液晶用ガラス基板２の端辺２ａに平行になるように液晶用ガラス基板２と等間隔を保って、その端辺２ｂに沿った方向に往復動可能となっている。
【００５０】
以下、第２実施例の塗布装置の動作について説明する。まず、液晶用ガラス基板２をチャック上にセットし、この液晶用ガラス基板２の端辺２ａに細長ノズル４６を近接させる。次に、この細長ノズル４６にレジスト液１０を供給しつつ、液晶用ガラス基板２上でその端辺２ｂに平行な方向に移動させる。これにより、レジスト液１０を液晶用ガラス基板２上の前塗布領域に前塗布する（図６参照）。この際の前塗布領域は、図３（ａ）及び図３（ｂ）と同様のものとなる。次に、細長ノズル４６を待避させて、液晶用ガラス基板２をチャック９とともに高速で回転させ、レジスト液１０を液晶用ガラス基板２の全面に広げる。その後、液晶用ガラス基板２上のレジスト液１０を硬化させて、液晶用ガラス基板２上にレジスト膜を形成する。
【００５１】
この場合、細長ノズル４６のスキャンスピードは、図１のプレート６に比較して遅くする必要がある。その理由は、細長ノズル４６の下端にレジスト液１０のメニスカスが形成された状態を保持しつつ細長ノズル４６を移動させることにより、レジスト液１０の供給切れ、すなわちレジスト液１０の供給されない部分が生じないようにするためである。例えば、３６０ｍｍ×４６５ｍｍの液晶用ガラス基板２の場合、細長ノズル４６と液晶用ガラス基板２との間隔を０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度に保ち、レジスト液１０の供給量を１ｃｃ／秒程度とし、スキャンスピードを４２ｍｍ／秒程度とすることで、０．１ｍｍ程度の厚みを有するレジスト液１０の均一な層を液晶用ガラス基板２上に前塗布することができる。
【００５２】
図６のような細長ノズル４６を用いた場合、液晶用ガラス基板２上の前塗布領域の形状の任意性が増す。細長ノズル４６自体からレジスト液が供給されているので、細長ノズル４６の移動に回転等の要素を付加することによって、液晶用ガラス基板２の端辺２ａ、２ｂからほぼ等距離の位置を周縁１０ｂとし、必要に応じて、液晶用ガラス基板２の回転中心２ｃから端辺２ａ、２ｂまでの距離が長くなる部分で、遠心力を考慮して端辺２ａ、２ｂと周縁１０ｂとの間隔をわずかに広くしてある様々な形状の前塗布領域にレジスト液１０をほぼ均一に供給することができる。
【００５３】
なお、図１〜４図示の第１実施例においては角型の液晶用ガラス基板２の短手方向の端辺２ａに沿ってレジスト液１０を供給しプレート６を基板２の長手方向にスキャンさせてレジスト液１０を拡張しており、図５及び６図示の第２実施例においても基板２の短手方向の端辺２ａに対応した長さの細長ノズル４６を基板２の長手方向にスキャンさせてレジスト液１０を基板２に供給しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、プレート６及び細長ノズル４６のスキャン距離を短くしてレジスト液１０を供給するのに要する時間を短縮するためには、それらのスキャン方向を角型の基板２の短手方向とした方が良い。
【００５４】
例えば、図７に示すような前塗布領域にレジスト液１０を供給した場合、レジスト液１０の周縁１０ｂ、すなわち前塗布領域の外周は、液晶用ガラス基板２の端辺２ａ、２ｂからその回転中心２ｃに向けて正確に等距離に位置するようになっている。
【００５５】
図８に示すように、第３実施例の塗布装置は、円形の半導体ウエハ等にレジスト液を塗布するためのものである。この塗布装置は、半導体ウエハ８２の動径方向（半径方向）に移動するレジスト供給用のノズル８４と、半導体ウエハ８２の動径（半径）に沿って延びるレジスト拡張用のプレート８６と、半導体ウエハ８２を保持してレジスト液の供給・拡張後に半導体ウエハ８２とともに回転するチャック（回転軸８９のみ図示）とを備える。
【００５６】
なお、本実施例は円形の半導体ウエハにレジスト液を塗布する装置であるので、そのチャックの上面は前述のように円形であり、ウエハの端縁近傍まで下方から支持してウエハ全体を水平に保持するように構成されている。
【００５７】
図９（ａ）に示すように、ノズル８４を半導体ウエハ８２の縁に近接する位置から中心に向けて直線的に移動させつつ、ノズル８４からレジスト液１０を吐出させる。これにより、半導体ウエハ８２の直径方向に延びるほぼ長方形の長細領域にレジスト液１０が滴下される。なお、ノズル８４の移動方向は、半導体ウエハ８２の中心から縁に向けてであってもよい。
【００５８】
図９（ｂ）に示すように、プレート８６を半導体ウエハ８２上に移動させ、その表面に近接させて、チャックごと半導体ウエハ８２を低速回転させる。半導体ウエハ８２が一回転以上すると、半導体ウエハ８２上の円形の前塗布領域にレジスト液１０がほぼ均一に前塗布される。この際の半導体ウエハ８２の回転は、０．５秒程度の加速の後、５回転／分程度の回転速度を３．０秒間維持する。なお、半導体ウエハ８２の回転速度や回転時間は、プレート８６の下端と半導体ウエハ８２との間隔、レジスト液１０の滴下量等に応じて適宜変更する。
【００５９】
以上の図９（ａ）及び図９（ｂ）の工程は、同時に行うことができる。すなわち、プレート８６の代わりに図５に示すような細長ノズル４６を用いて、このスリット４６ｂからレジスト液１０を滴下しつつ半導体ウエハ８２または細長ノズル４６自体を回転させることにより、半導体ウエハ８２上の円形の前塗布領域にレジスト液１０をほぼ平坦に前塗布する。この前塗布領域は、半導体ウエハ８２の端辺からその回転中心に向けてほぼ等距離の位置を周縁とする。
【００６０】
最後に、プレート８６を半導体ウエハ８２上方から待避させ、半導体ウエハ８２を高速回転させる。この高速回転では、２．４秒程度加速し、１２００回転／分程度の回転速度を１９．０秒間維持し、２．４秒程度で減速して半導体ウエハ８２の回転を停止させる。この高速回転によりレジスト液１０を半導体ウエハ８２の全面に広げ回転塗布の工程を終了する。
【００６１】
図１０は、図９に示すレジスト液の回転塗布におけるチャックの回転数を示したグラフである。
【００６２】
以上説明した第１〜第３実施例の塗布装置では、前塗布の工程でレジスト液１０を拡張したプレート６や細長ノズル４６の下端にレジスト液１０が残留してしまい、これが乾燥してパーティクル発生の原因となるおそれがある。したがって、これらのプレート６や細長ノズル４６に付着したレジスト液１０を洗浄する必要がある。以下、このようなレジスト液１０の洗浄装置について説明する。
【００６３】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、それぞれ第１実施例の塗布装置のプレート６とこれを洗浄する洗浄装置１００とを示した側面図及び平面図である。この洗浄装置１００は、前塗布の工程でプレート６の下端部６ｂに付着したレジスト液１０を除去してパーティクルの発生を防止するフェルト製の一対のローラ３、３と、両ローラ３、３を洗浄する溶剤ポット５とを備える。なお、レジスト液１０と接触するプレート６の下端部６ｂの表面は、撥水性が高く平滑なフッ素系樹脂等で形成されている。
【００６４】
洗浄装置１００の動作について説明する。まず、プレート６を互いに逆方向に回転する一対のフェルト製のローラ３、３で挟み、プレート６の端から端まで移動させてレジスト液１０を拭き取る。その後、両ローラ３、３を洗浄用の溶剤ポット５中で回転させてレジスト液をリンス溶剤中に溶出させ、溶剤ポット５外で回転させてリンス溶剤を振り切ることにより、両ローラ３、３を洗浄する。溶剤ポット５中のリンス溶剤が汚れた場合には、ドレンからリンス溶剤を排出して新たなリンス溶剤を補充する。
【００６５】
ところが、このような洗浄方法では、プレート６の完全な洗浄は困難である。プレート６をきれいにするためには、溶剤ポット５中のリンス溶剤を何度も交換しなければならず、多量のリンス溶剤を必要とする。
【００６６】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、図１１の洗浄装置を改良した洗浄装置を示す側面図及び平面図である。この洗浄装置２００は、分割された多くの細孔ノズルを有するミニノズル７と、このミニノズル７に洗浄用のリンス溶剤やブロー用のＮ２を供給するステンレス鋼製の間接加圧タンク１７と、ミニノズル７をプレート６に沿って移動させるノズル用ローダ３７と、洗浄時にプレート６の下端部６ｂから滴下するリンス溶剤を受ける溶剤ポット４７とを備える。
【００６７】
ミニノズル７は、プレート６を挟んで対向する一対のノズル部７ａ、７ｂを備える。各ノズル部７ａ、７ｂは、７本程度の細孔ノズルを備え、これらの細孔ノズルは、その先端がプレート６の下端部６ｂに向くように斜めに傾斜した状態となっている。また、各ノズル部７ａ、７ｂは、ノズル用ローダ３７に接続された固定アーム７ｃによって相互に固定されている。なお、各ノズル部７ａ、７ｂに形成する細孔ノズルの数は、プレート６の大きさ等に応じて１〜１０本程度の範囲で適宜変更して使用した。
【００６８】
間接加圧タンク１７内には、リンス溶剤（例えば、エチルラクテートＥＬ）が充填されている。この間接加圧タンク１７は、レギュレータ５７を介して加圧Ｎ２源に接続されている。また、間接加圧タンク１７は、Ｎ２用のバルブＶ１とＥＬ用のバルブＶ２とを介してミニノズル７に接続されている。
【００６９】
ノズル用ローダ３７は、固定アーム７ｃを介して一対のノズル部７ａ、７ｂをプレート６の長手方向に往復動させる。
【００７０】
溶剤ポット４７は、プレート６の下端部６ｂから滴下するリンス溶剤を受けとる。この溶剤ポット４７に溜まったリンス溶剤は、ドレンから排出される。
【００７１】
以下、図１２の洗浄装置の動作について説明する。まず、プレート６よるレジスト液の拡張動作の後、プレート用ローダ８を動作させてプレート６を溶剤ポット４７上に待避させる。次に、バルブＶ１を間接加圧タンク１７側に連通し、バルブＶ２を開状態にして、間接加圧タンク１７からミニノズル７にリンス溶剤を加圧供給する。この状態で、ミニノズル７を一方向にスキャンしてプレート６の下端部６ｂを両面から洗浄する。すなわち、プレート６に付着したレジスト液は、ミニノズル７の細孔ノズルから噴出するリンス溶剤によってきれいに洗い落とされる。その後、バルブＶ１をミニノズル７側に連通し、バルブＶ２を閉状態にして、ミニノズル７にＮ２を加圧供給する。この状態で、ミニノズル７を逆方向にスキャンしてプレート６の下端部６ｂを乾燥させる。最後に、洗い落としたレジストとリンス溶剤を溶剤ポット４７に回収する。なお、リンス溶剤が乾燥し易い場合、Ｎ２ブローの工程は不要である。
【００７２】
図１２の洗浄装置によれば、リンス溶剤をプレート６に直接噴出してこのプレート６を洗浄しているので、洗浄効果を高めかつリンス溶剤の使用量を少なくすることができる。また、ローラ等の汚れが溜まる部品が存在しないので、交換部品を少なくし、メンテナンスフリー化を図ることができる。
【００７３】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、それぞれ洗浄装置の別の改良例を示す平面図及び正面図である。この洗浄装置は、洗浄・乾燥用ノズルと溶剤ポットとを一体型としたもので、分割された多数の細孔ノズル６７ａと、細孔ノズル６７ａからプレート６の下端部に噴射されこの下端部から滴下するリンス溶剤を受ける溶剤ポット部６７ｂとを有する大型ノズル６７から構成される。この大型ノズル６７を例えばプレート６の下側からこのプレート６を包むように移動させる。その後、大型ノズル６７とプレート６を長手方向に相対的に揺動させつつ、大型ノズル６７にリンス溶剤を供給し、プレート６に付着したレジスト液を洗い落とす。洗い落とされたレジスト液とリンス溶剤は、溶剤ポット部６７ｂに溜まってドレンから排出される。その後、大型ノズル６７とプレート６を相対的に揺動させつつ、大型ノズル６７にＮ２を加圧供給し、プレート６上のリンス溶剤を乾燥させる。
【００７４】
この場合、リンス溶剤が飛散しないように、大型ノズル６７の溶剤ポット部６７ｂの側壁等に適当な間隔で排気管を接続することもできる。また、リンス溶剤が乾燥し易い場合、Ｎ２ブローの工程は不要である。
【００７５】
図１４は、洗浄装置のさらに別の改良例の平面図及び正面図である。この洗浄装置は、洗浄用と乾燥用のノズルを独立の系としたもので、洗浄用ノズル７７ａにリンス溶剤を供給するときは、排水排気管７７ｃでレジスト液を含むリンス溶剤を吸引し、洗浄用ノズル７７ａにＮ２を供給するときは、排水排気管７７ｃでリンス溶剤を含むＮ２を吸引する。
【００７６】
図１５は、第２実施例の塗布装置の細長ノズル４６とこれを洗浄する洗浄装置とを示した断面図である。この洗浄装置では、発塵性の少ない糸巻き型ローラ４３で細長ノズル４６の下端を洗浄する。
【００７７】
まず、糸巻き型ローラ４３を回転させながら細長ノズル４６の下端に当接させる。この状態で、糸巻き型ローラ４３を細長ノズル４６の長手方向に相対的に移動させて細長ノズル４６下端のレジスト液を拭き取る。その後、糸巻き型ローラ４３を適当なリンス溶剤が入っている溶剤ポット中で回転させ、直後に溶剤ポット外で回転させてリンス溶剤を振り切ることにより、糸巻き型ローラ４３を洗浄する。溶剤ポット５中のリンス溶剤が汚れた場合には、新たなリンス溶剤に交換する。
【００７８】
ところが、このような洗浄方法では、細長ノズル４６の完全な洗浄は困難で、多量のリンス溶剤を必要とする。また、細長ノズル４６の下端にスリット４６ｂが形成されているので、細長ノズル４６の下端の汚れは落ち難く、またスリット４６ｂ近傍のレジスト液が汚染されてしまうおそれがある。
【００７９】
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、それぞれ図１５の洗浄装置を改良した洗浄装置の正面図及び側面図である。この洗浄装置は、洗浄用ノズル８７ａと乾燥用ノズル８７ｂと排水排気管８７ｃとを有する吸引ノズル８７を備える。この吸引ノズル８７は、図示しない移動機構によって、細長ノズル４６の下端に近接して細長ノズル４６の長手方向に往復可能に移動する。
【００８０】
まず、細長ノズル４６によるレジスト液の前塗布終了の後、洗浄用ノズル８７ａにリンス溶剤を加圧供給する。この状態で、吸引ノズル８７を一方向にスキャンして細長ノズル４６の下端を洗浄しつつリンス溶剤を吸引排水する。これにより、細長ノズル４６に付着したレジスト液は、リンス溶剤によってきれいに洗い落とされる。その後、乾燥用ノズル８７ｂにＮ２を加圧供給する。この状態で、吸引ノズル８７を逆方向にスキャンして細長ノズル４６の下端をＮ２ブローしつつＮ２を吸引排気し、細長ノズル４６の下端を乾燥させる。
【００８１】
なお、リンス溶剤は、一種類に限られるものではない。したがって、複数のリンス溶剤を切替えて洗浄用ノズル８７ａに供給したり、洗浄用ノズル８７ａを複数種設けてこれら複数のリンス溶剤を同時或いは個別に供給することができる。また、乾燥用ノズル８７ｂからのＮ２ブローは、細長ノズル４６の最下端の面だけであってもよい。他の部分は、リンス溶剤が溜まり難いからである。
【００８２】
図１６の洗浄装置によれば、リンス溶剤を細長ノズル４６に直接噴出して洗浄しているので、洗浄効果を高めかつリンス溶剤の使用量を少なくすることができる。また、ローラ等の汚れが溜まる部品が存在しないので、交換部品を少なくし、メンテナンスフリー化を図ることができる。
【００８３】
図１４及び図１６図示の洗浄装置においては、洗浄用リンス液と乾燥用Ｎ２とはそれぞれ別系統の配管を介して供給されるように構成されており、これによってリンス液とＮ２とを同時に供給しつつノズルを移動させて洗浄と乾燥とを同時に行うことができる。しかしながら、洗浄と乾燥とを同時に行う必要がない場合は、リンス液用とＮ２用とのノズルを兼用しその配管中に切替機構を設けてリンス液とＮ２とが選択的に供給されるように構成することもできる。
【００８４】
以上説明した実施形態の塗布装置は、基板の表面に所定の塗布液を供給しこの基板を回転させて基板の表面に薄膜を形成する塗布装置において、基板を水平に保って回転可能に保持する保持手段と、保持手段に保持された基板の表面上においてその外周から等距離の外周を有する所定領域に塗布液を供給する塗布液供給手段とを備えることを特徴とする。  従って、塗布液供給手段が、保持手段に保持された基板の表面上においてその外周から等距離の外周を有する所定領域に塗布液を供給するので、塗布液が供給された基板を回転させることによって、基板表面の所定領域に供給された塗布液を基板の縁までほぼ一様に広げることができる。すなわち、基板の回転に先立って、塗布液が基板表面上の上記所定領域に供給されるため、塗布液供給後に基板が回転されると、塗布液の存在する塗布領域の周縁がほぼ一様に広がる。この結果、塗布液が基板の縁から飛散する量を減少させて、塗布液の無駄を抑えることができる。
【００８５】
また、塗布液供給手段が、保持手段に保持された基板の表面上において、その外周から保持手段の回転中心に向けて等距離の外周を有する所定領域に塗布液を供給する手段からなる。従って、塗布液供給手段が保持手段に保持された基板の表面上において、その外周から保持手段の回転中心に向けて等距離の外周を有する所定領域に塗布液を供給するので、塗布液供給後に基板が回転されると、塗布液の存在する塗布領域の周縁がほぼ一様に広がり、基板の縁にほぼ同時に達するように塗布液が基板表面の全体に広がる。この結果、塗布液が基板の縁から飛散する量を減少させて、塗布液の無駄を抑えることができる。
【００８６】
また、塗布液供給手段が、基板表面上において所定領域内に塗布液を滴下する塗布液滴下手段と、滴下された塗布液を基板表面上の所定領域に広げる塗布液拡散手段とを有する。  従って、塗布液供給手段が基板表面上において所定領域内に塗布液を滴下する塗布液滴下手段と、滴下された塗布液を基板表面上の所定領域に広げる塗布液拡散手段とを有するので、塗布液をこの所定領域内にほぼ均一な厚さで供給することができ、基板の回転に伴って基板表面全体に広がる塗布液の厚みをほぼ一定に保ち、基板表面全体にわたって均一な膜厚を有する薄膜を形成することができる。
【００８７】
また、塗布液拡散手段が、保持手段に保持された基板の表面と平行に移動して基板表面に滴下された塗布液を拡張する塗布液拡張機構からなる。従って、塗布液をこの所定領域内により均一な厚さで供給することができ、基板の回転に伴って基板表面全体に広がる塗布液の厚みを一定に保ち、基板表面全体にわたって均一な膜厚を有する薄膜を形成することができる。
【００８８】
また、塗布液拡張機構の塗布液と接する部分を洗浄する洗浄手段をさらに設けている。  従って、常に清浄な塗布液を供給することができる。
【００８９】
また、基板の表面に所定の塗布液を供給しこの基板を回転させて基板の表面に薄膜を形成する塗布方法において、基板の表面上においてその外周から等距離の外周を有する所定領域に塗布液を供給する塗布液供給工程と、塗布液が供給された基板を水平面内で回転させることによって所定領域に供給された塗布液を基板の表面全体に広げる塗布液拡散工程とを備える。従って、基板表面の所定領域に供給された塗布液を基板の縁までほぼ一様に広げることができる。すなわち、基板の回転に先立って塗布液が基板表面上の上記所定領域に供給されるため、塗布液供給後に基板が回転されると、塗布液の存在する塗布領域の周縁がほぼ一様に広がる。この結果、塗布液が基板の縁から飛散する量を減少させて、塗布液の無駄を抑えることができる。
【００９０】
また、塗布液供給工程は、基板の表面上において、その外周から塗布液拡散工程における回転中心に向けて等距離の外周を有する所定領域に塗布液を供給する工程からなる。  従って、塗布液供給後に基板が回転されると、塗布液の存在する塗布領域の周縁がほぼ一様に広がり、基板の縁にほぼ同時に達するように塗布液が基板表面の全体に広がる。この結果、塗布液が基板の縁から飛散する量を減少させて、塗布液の無駄を抑えることができる。
【００９１】
また、塗布液供給工程は、基板表面上において所定領域内に塗布液を滴下する塗布液滴下工程と、滴下された塗布液を基板表面上の所定領域に広げる工程とを有する。従って、塗布液をこの所定領域内にほぼ均一な厚さで供給することができ、基板の回転に伴って基板表面全体に広がる塗布液の厚みをほぼ一定に保ち、基板表面全体にわたって均一な膜厚を有する薄膜を形成することができる。
【００９２】
【発明の効果】
請求項１の塗布装置では、塗布液が基板の縁から飛散する量を減少させて、塗布液の無駄を抑えることができ、また細長ノズルの塗布液と接する部分を洗浄する洗浄装置をさらに設けているので、常に清浄な塗布液を供給することができる。洗浄装置を移動機構により細長ノズルの長手方向に往復移動して洗浄できる。
【００９３】
請求項２の塗布装置では、細長ノズルの下端をローラにより洗浄できる。
【００９４】
請求項３の塗布装置では、塗布液が基板の縁から飛散する量を減少させて、塗布液の無駄を抑えることができ、また細長ノズルの塗布液と接する部分を洗浄する洗浄装置をさらに設けているので、常に清浄な塗布液を供給することができる。洗浄時のリンス溶剤を排水排気管から吸引排水排気できる。
【００９５】
請求項４の塗布装置では、細長ノズルの洗浄後に乾燥用ノズルからのＮ２により乾燥できる。
【００９６】
請求項５の塗布装置では、リンス溶剤用洗浄用ノズルとＮ２用乾燥用ノズルを兼用できる。
【００９８】
請求項６の塗布装置では、洗浄用ノズルを移動機構により細長ノズルの長手方向に往復移動して洗浄できる。
【００９９】
請求項７の塗布方法では、塗布液が基板の縁から飛散する量を減少させて、塗布液の無駄を抑えることができ、また細長ノズルの長手方向に洗浄用ノズルを移動させつつ洗浄用ノズルからリンス溶剤を噴出して細長ノズルの塗布液と接する部分を洗浄しているので、常に清浄な塗布液を供給することができる。
【０１００】
請求項８の塗布方法では、塗布液が基板の縁から飛散する量を減少させて、塗布液の無駄を抑えることができ、また細長ノズルの塗布液と接する部分を洗浄し、洗浄工程において、噴出したリンス溶剤を吸引排水しているので、常に清浄な塗布液を供給することができる。
【０１０１】
請求項９の塗布方法では、細長ノズルをブローして乾燥できる。
【０１０２】
請求項１０の塗布方法では、乾燥工程において、ブローしつつ吸引排気できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の塗布装置の構成を示す図である。
【図２】図１の塗布装置の前塗布動作を説明する側面図である。
【図３】図１の塗布装置によって前塗布される領域を示す平面図である。
【図４】図１の塗布装置の動作を説明するグラフである。
【図５】第２実施例の塗布装置の構成を説明する斜視図である。
【図６】図５の塗布装置の前塗布動作を説明する部分拡大図である。
【図７】図５の塗布装置によって前塗布される領域の変形例を示す平面図である。
【図８】第３実施例の塗布装置の構成を示す斜視図である。
【図９】図８の塗布装置の前塗布動作を説明する斜視図である。
【図１０】図８の塗布装置の動作を説明するグラフである。
【図１１】図１のプレート６のための洗浄装置を示す側面図及び平面図である。
【図１２】図１のプレート６のための別の洗浄装置を示す図である。
【図１３】図１のプレート６のためのさらに別の洗浄装置を示す図である。
【図１４】図１のプレート６のためのさらに別の洗浄装置を示す図である。
【図１５】図５の細長ノズル４６のための洗浄装置を示す断面図である。
【図１６】図５の細長ノズル４６のための別の洗浄装置を示す図である。
【符号の説明】
２  液晶用ガラス基板
４  ノズル
６  プレート
８  プレート用ローダ
９  チャック
４３  糸巻き型ローラ
４６  細長ノズル
８２  半導体ウエハ
８４  ノズル
８６  プレート
８７  吸引ノズル
８７ａ  洗浄用ノズル
８７ｂ  乾燥用ノズル
８７ｃ  排水排気管
【図１】
0003604987.tif 000002
【図２】
0003604987.tif 000003
【図３】
0003604987.tif 000004
【図４】
0003604987.tif 000005
【図５】
0003604987.tif 000006
【図６】
0003604987.tif 000007
【図７】
0003604987.tif 000008
【図８】
0003604987.tif 000009
【図９】
0003604987.tif 000010
【図１０】
0003604987.tif 000011
【図１１】
0003604987.tif 000012
【図１２】
0003604987.tif 000013
【図１３】
0003604987.tif 000014
【図１４】
0003604987.tif 000015
【図１５】
0003604987.tif 000016
【図１６】
0003604987.tif 000017