(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を保持する保持手段と、
前記保持手段と相対する位置に配設され、貫通孔が設けられた板状部材と、
前記貫通孔に塗布剤を充填する手段と、
前記板状部材の背後から前記貫通孔に気体を噴射する手段と、
前記被処理基板の表面に溶剤を噴霧する手段と、
を具備することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の薄膜形成装置であって、前記保持手段に対して前記板状部材を移動させる手段をさらに具備することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の薄膜形成装置であって、前記板状部材に対して前記保持手段を移動させる手段をさらに具備することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項４】
被処理基板を保持する保持部材と、
前記保持部材と相対する位置に配設され、貫通孔が設けられた板状部材と、
先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルと、
前記ノズルに対して前記保持部材及び板状部材の位置を移動させる手段と、
前記板状部材の貫通孔に塗布剤を充填する手段と、
前記ノズルに気体を供給する気体供給系と、
前記板状部材と前記保持部材との間に配設され、被処理基板の所定部位に向けられた開口部と、
前記開口部に霧状の溶剤を供給する溶剤供給系と、
を具備することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項５】
被処理基板を保持する保持部材と、
前記保持部材と相対する位置に配設され、貫通孔が設けられた板状部材と、
先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルと、
前記ノズルに対して前記保持部材の位置を移動させる第１の移動装置と、
前記板状部材の貫通孔に塗布剤を充填する充填装置と、
前記ノズルに対して前記板状部材の位置を移動させる第２の移動装置と、
前記ノズルに気体を供給する気体供給系と、
前記板状部材と前記保持部材との間に配設され、被処理基板の所定部位に向けられた開口部と、
前記開口部に霧状の溶剤を供給する溶剤供給系と、
前記第１及び第２の移動装置並びに前記充填装置を前記気体供給系の気体の噴射に同期して駆動し、前記被処理基板の所定部位に塗膜を形成させる制御装置と、
前記第１の移動装置の駆動量を調節するとともに前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節して塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置と、
を具備することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項６】
被処理基板を保持する保持部材と、
前記保持部材と相対する位置に配設され、貫通孔が設けられた板状部材と、
先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルと、
前記ノズルに対して前記保持部材の位置を移動させる第１の移動装置と、
前記板状部材の貫通孔に塗布剤を充填する充填装置と、
前記ノズルに対して前記板状部材の位置を移動させる第２の移動装置と、
前記ノズルに気体を供給する気体供給系と、
前記板状部材と前記保持部材との間に配設され、被処理基板の所定部位に向けられた開口部と、
前記開口部に霧状の溶剤を供給する溶剤供給系と、
前記第１及び第２の移動装置並びに前記充填装置を前記気体供給系の気体の噴射に同期して駆動し、前記被処理基板の所定部位に塗膜を形成させる制御装置と、
前記第２の移動装置の駆動量を調節するとともに前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節して塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置と、
を具備することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項７】
被処理基板を保持する保持部材と、
前記保持部材と相対する位置に配設され、貫通孔が設けられた板状部材と、
先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルと、
前記ノズルに対して前記保持部材の位置を移動させる第１の移動装置と、
前記板状部材の貫通孔に塗布剤を充填する充填装置と、
前記ノズルに対して前記板状部材の位置を移動させる第２の移動装置と、
前記ノズルに気体を供給する気体供給系と、
前記板状部材と前記保持部材との間に配設され、被処理基板の所定部位に向けられた開口部と、
前記開口部に霧状の溶剤を供給する溶剤供給系と、
前記第１及び第２の移動装置並びに前記充填装置を前記気体供給系の気体の噴射に同期して駆動し、前記被処理基板の所定部位に塗膜を形成させる制御装置と、
前記気体供給系から前記ノズルに供給する気体の流速を調節するとともに前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節して塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置と、
を具備することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項８】
被処理基板を保持する保持部材と、
前記保持部材と相対する位置に配設され、貫通孔が設けられた板状部材と、
先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルと、
前記ノズルに対して前記保持部材の位置を移動させる第１の移動装置と、
前記板状部材の貫通孔に塗布剤を充填する充填装置と、
前記ノズルに対して前記板状部材の位置を移動させる第２の移動装置と、
前記ノズルに気体を供給する気体供給系と、
前記板状部材と前記保持部材との間に配設され、被処理基板の所定部位に向けられた開口部と、
前記開口部に霧状の溶剤を供給する溶剤供給系と、
前記第１及び第２の移動装置並びに前記充填装置を前記気体供給系の気体の噴射に同期して駆動し、前記被処理基板の所定部位に塗膜を形成させる制御装置と、
前記気体供給系から気体を供給されるノズルの数を調節するとともに前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節して塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置と、
を具備することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項９】
被処理基板を保持する保持部材と、
前記保持部材と相対する位置に配設され、貫通孔が設けられた板状部材と、
先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルと、
前記ノズルに対して前記保持部材の位置を移動させる第１の移動装置と、
前記板状部材の貫通孔に塗布剤を充填する充填装置と、
前記ノズルに対して前記板状部材の位置を移動させる第２の移動装置と、
前記ノズルに気体を供給する気体供給系と、
前記板状部材と前記保持部材との間に配設され、被処理基板の所定部位に向けられた開口部と、
前記開口部に霧状の溶剤を供給する溶剤供給系と、
前記第１及び第２の移動装置並びに前記充填装置を前記気体供給系の気体の噴射に同期して駆動し、前記被処理基板の所定部位に塗膜を形成させる制御装置と、
前記充填装置が前記搬送ボードに充填する塗布剤の充填密度を調節するとともに前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節して塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置と、
を具備することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１０】
板状部材の貫通孔に塗布剤を充填する工程と、
塗布剤を充填した前記板状部材の貫通孔を気体噴射位置まで移動させる工程と、
被処理基板の所定部位を前記気体噴射位置まで移動させる工程と、
塗布剤を充填した前記板状部材の貫通孔の背後から気体を噴射する工程と、
前記被処理基板の所定部位に溶剤を噴霧する工程と、
を具備することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項１１】
板状部材の貫通孔に塗布剤を充填する工程と、
塗布剤を充填した前記板状部材の貫通孔を気体噴射位置まで移動させる工程と、
被処理基板の所定部位を前記気体噴射位置まで移動させる工程と、
前記被処理基板の所定部位に溶剤を噴霧する工程と、
塗布剤を充填した前記板状部材の貫通孔の背後から気体を噴射する工程と、
を具備することを特徴とする薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体基板表面にレジスト塗布を行なうレジスト塗布装置などの処理装置及び処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、シリコンウエハやガラス基板などの被処理基板表面にレジスト塗布を行なう方法としては、被処理基板を保持部材上に保持しながら高速回転させ、その上からレジスト液を滴下して遠心力で薄い膜に伸ばすスピンコート法が広く用いられている。
【０００３】
ところで、半導体素子の分野では演算処理能力の高度化の要請が高いため、一つの被処理基板の半径を大型化するとともに集積度を上げる必要がある。
【０００４】
また、微細化も極限に近づきつつあり、製造の裕度即ち解像性を確保しつつ焦点裕度や露光量裕度を得るには、レジスト膜の膜厚もできるだけ薄くする必要がある。
【０００５】
例えば、数ギガ程度の演算処理能力を備えた半導体素子を製造するには０．４μｍ以下の膜厚のレジスト膜を形成する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のスピンコート法では被処理基板を大型化すると被処理基板の外周縁の部分での速度が速くなり、これにより空気の乱流が惹起され、この乱流によりレジスト膜の膜厚が変動しやすくなるため、解像度が低下する。
【０００７】
解像度の低下は半導体の集積度を上げるのに致命的で、スピンコート法では膜厚が０．４μｍ以下の塗膜を得ることは困難であるため、数ギガ程度以上の半導体を製造するには従来のスピンコート法では自ずと限界があるという問題がある。
【０００８】
また、従来のスピンコート法では被処理基板の表面全体にレジスト液を塗布して表面全体にわたってレジスト膜を形成しているが、現実にレジスト膜を形成する必要があるのは円形の被処理基板のうち、半導体素子を形成する部分のみであり、それ以外の周囲の部分などにはレジスト膜を形成する必要はない。
【０００９】
そのため、本来必要のない部分にまでレジスト膜を形成している分、レジスト液やシンナーなどを無駄に消費するという問題がある。
【００１０】
更に、不要な部分のレジスト膜を除去するという余分な工程が必要となったり、一旦除去したレジスト膜片が空気中に浮遊してパーティクルとして作用し、半導体の製造工程に悪影響を及ぼすという問題もある。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、スピンコート法のように被処理基板を回転させることなく塗布剤を膜厚の極く薄い膜にのばして塗布することのできる薄膜形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することのできる薄膜形成装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、請求項１記載の本発明の薄膜形成装置は、被処理基板を保持する保持手段と、前記保持手段と相対する位置に配設され、貫通孔が設けられた板状部材と、前記貫通孔に塗布剤を充填する手段と、前記板状部材の背後から前記貫通孔に気体を噴射する手段と、前記被処理基板の表面に溶剤を噴霧する手段と、を具備する。
【００１４】
請求項２記載の本発明の薄膜形成装置は、請求項１記載の薄膜形成装置であって、前記保持手段に対して前記板状部材を移動させる手段をさらに具備することを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の本発明の薄膜形成装置は、請求項１記載の薄膜形成装置であって、前記板状部材に対して前記保持手段を移動させる手段をさらに具備することを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の本発明の薄膜形成装置は、被処理基板を保持する保持部材と、前記保持部材と相対する位置に配設され、貫通孔が設けられた板状部材と、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルと、前記ノズルに対して前記保持部材及び板状部材の位置を移動させる手段と、前記板状部材の貫通孔に塗布剤を充填する手段と、前記ノズルに気体を供給する気体供給系と、前記板状部材と前記保持部材との間に配設され、被処理基板の所定部位に向けられた開口部と、前記開口部に霧状の溶剤を供給する溶剤供給系と、を具備する。
請求項５記載の本発明の薄膜形成装置は、被処理基板を保持する保持部材と、前記保持部材と相対する位置に配設され、貫通孔が設けられた板状部材と、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルと、前記ノズルに対して前記保持部材の位置を移動させる第１の移動装置と、前記板状部材の貫通孔に塗布剤を充填する充填装置と、前記ノズルに対して前記板状部材の位置を移動させる第２の移動装置と、前記ノズルに気体を供給する気体供給系と、前記板状部材と前記保持部材との間に配設され、被処理基板の所定部位に向けられた開口部と、前記開口部に霧状の溶剤を供給する溶剤供給系と、前記第１及び第２の移動装置並びに前記充填装置を前記気体供給系の気体の噴射に同期して駆動し、前記被処理基板の所定部位に塗膜を形成させる制御装置と、前記第１の移動装置の駆動量を調節するとともに前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節して塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置と、を具備する。
【００１７】
請求項６記載の本発明の薄膜形成装置は、被処理基板を保持する保持部材と、前記保持部材と相対する位置に配設され、貫通孔が設けられた板状部材と、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルと、前記ノズルに対して前記保持部材の位置を移動させる第１の移動装置と、前記板状部材の貫通孔に塗布剤を充填する充填装置と、前記ノズルに対して前記板状部材の位置を移動させる第２の移動装置と、前記ノズルに気体を供給する気体供給系と、前記板状部材と前記保持部材との間に配設され、被処理基板の所定部位に向けられた開口部と、前記開口部に霧状の溶剤を供給する溶剤供給系と、前記第１及び第２の移動装置並びに前記充填装置を前記気体供給系の気体の噴射に同期して駆動し、前記被処理基板の所定部位に塗膜を形成させる制御装置と、前記第２の移動装置の駆動量を調節するとともに前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節して塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置と、を具備する。
【００１８】
請求項７記載の本発明の薄膜形成装置は、被処理基板を保持する保持部材と、前記保持部材と相対する位置に配設され、貫通孔が設けられた板状部材と、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルと、前記ノズルに対して前記保持部材の位置を移動させる第１の移動装置と、前記板状部材の貫通孔に塗布剤を充填する充填装置と、前記ノズルに対して前記板状部材の位置を移動させる第２の移動装置と、前記ノズルに気体を供給する気体供給系と、前記板状部材と前記保持部材との間に配設され、被処理基板の所定部位に向けられた開口部と、前記開口部に霧状の溶剤を供給する溶剤供給系と、前記第１及び第２の移動装置並びに前記充填装置を前記気体供給系の気体の噴射に同期して駆動し、前記被処理基板の所定部位に塗膜を形成させる制御装置と、前記気体供給系から前記ノズルに供給する気体の流速を調節するとともに前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節して塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置と、を具備する。
【００１９】
請求項８記載の本発明の薄膜形成装置は、被処理基板を保持する保持部材と、前記保持部材と相対する位置に配設され、貫通孔が設けられた板状部材と、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルと、前記ノズルに対して前記保持部材の位置を移動させる第１の移動装置と、前記板状部材の貫通孔に塗布剤を充填する充填装置と、前記ノズルに対して前記板状部材の位置を移動させる第２の移動装置と、前記ノズルに気体を供給する気体供給系と、前記板状部材と前記保持部材との間に配設され、被処理基板の所定部位に向けられた開口部と、前記開口部に霧状の溶剤を供給する溶剤供給系と、前記第１及び第２の移動装置並びに前記充填装置を前記気体供給系の気体の噴射に同期して駆動し、前記被処理基板の所定部位に塗膜を形成させる制御装置と、前記気体供給系から気体を供給されるノズルの数を調節するとともに前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節して塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置と、を具備する。
【００２０】
請求項９記載の本発明の薄膜形成装置は、被処理基板を保持する保持部材と、前記保持部材と相対する位置に配設され、貫通孔が設けられた板状部材と、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルと、前記ノズルに対して前記保持部材の位置を移動させる第１の移動装置と、前記板状部材の貫通孔に塗布剤を充填する充填装置と、前記ノズルに対して前記板状部材の位置を移動させる第２の移動装置と、前記ノズルに気体を供給する気体供給系と、前記板状部材と前記保持部材との間に配設され、被処理基板の所定部位に向けられた開口部と、前記開口部に霧状の溶剤を供給する溶剤供給系と、前記第１及び第２の移動装置並びに前記充填装置を前記気体供給系の気体の噴射に同期して駆動し、前記被処理基板の所定部位に塗膜を形成させる制御装置と、前記充填装置が前記搬送ボードに充填する塗布剤の充填密度を調節するとともに前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節して塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置と、を具備する。
請求項１０記載の本発明の薄膜形成方法は、板状部材の貫通孔に塗布剤を充填する工程と、塗布剤を充填した前記板状部材の貫通孔を気体噴射位置まで移動させる工程と、被処理基板の所定部位を前記気体噴射位置まで移動させる工程と、塗布剤を充填した前記板状部材の貫通孔の背後から気体を噴射する工程と、前記被処理基板の所定部位に溶剤を噴霧する工程と、を具備する。
【００２１】
請求項１１記載の本発明の薄膜形成方法は、板状部材の貫通孔に塗布剤を充填する工程と、塗布剤を充填した前記板状部材の貫通孔を気体噴射位置まで移動させる工程と、被処理基板の所定部位を前記気体噴射位置まで移動させる工程と、前記被処理基板の所定部位に溶剤を噴霧する工程と、塗布剤を充填した前記板状部材の貫通孔の背後から気体を噴射する工程と、を具備する。
【００２３】
請求項１の薄膜形成装置では、前記保持手段と前記板状部材とを対向させ、板状部材の貫通孔内の塗布剤を板状部材の背後から気体を噴射することにより飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【００２４】
更に、前記被処理基板の表面に溶剤を噴霧する手段を備えているので、噴霧する溶剤の量を変えることにより塗膜の膜厚を調節することができる。
【００２５】
請求項２の薄膜形成装置では、前記保持手段に対して前記板状部材を移動させて被処理基板と板状部材とを対向させ、板状部材の貫通孔内の塗布剤を、板状部材の背後から気体を噴射することにより飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【００２６】
また、前記保持手段に対して前記板状部材を順次移動させながら所定の部分のみに塗布剤を付着させているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ処理を施すことができる。
【００２７】
更に、前記被処理基板表面に溶剤を噴霧する手段を備えているので、噴霧する溶剤の量を変えることにより塗膜の膜厚を調節することができる。
【００２８】
請求項３の薄膜形成装置では、前記板状部材に対して前記保持手段を移動させて板状部材と被処理基板とを対向させ、板状部材の貫通孔内の塗布剤を、板状部材の背後から気体を噴射することにより飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【００２９】
また、前記板状部材に対して前記保持手段を順次移動させながら所定の部分のみに塗布剤を付着させているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ処理を施すことができる。
【００３０】
更に、前記被処理基板表面に溶剤を噴霧する手段を備えているので、噴霧する溶剤の量を変えることにより塗膜の膜厚を調節することができる。
【００３１】
請求項４の薄膜形成装置では、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルに対して保持部材と板状部材とを移動させて被処理基板の所定部位を前記ノズルに対向させ、板状部材の貫通孔に充填した塗布剤を前記ノズルから噴出する気体により飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【００３２】
また、前記被処理基板を順次移動させながら前記所定部位のみに塗布剤を付着させているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することができる。
【００３３】
更に、前記板状部材と前記保持部材との間に被処理基板の所定部位に向けられた開口部を設け、この開口部に溶剤供給系から霧状の溶剤を供給して前記所定部位に溶剤を噴霧するようにしているので、噴霧する溶剤の量を変えることにより塗膜の膜厚を調節することができる。
【００３４】
請求項５の薄膜形成装置では、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルに対して保持部材と板状部材とを移動させて被処理基板の所定部位を前記ノズルに対向させ、板状部材の貫通孔に充填した塗布剤を前記ノズルから噴出する気体により飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【００３５】
また、前記被処理基板を順次移動させながら前記所定部位のみに塗布剤を付着させているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することができる。
【００３６】
更に、この薄膜形成装置では、前記第１の移動装置の駆動量を調節したり、前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節することにより塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置を具備しているので、任意の場所で塗膜の膜厚を調節することができる。
【００３７】
請求項６の薄膜形成装置では、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルに対して保持部材と板状部材とを移動させて被処理基板の所定部位を前記ノズルに対向させ、板状部材の貫通孔に充填した塗布剤を前記ノズルから噴出する気体により飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【００３８】
また、前記被処理基板を順次移動させながら前記所定部位のみに塗布剤を付着させているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することができる。
【００３９】
更に、この薄膜形成装置では、前記第２の移動装置の駆動量を調節したり、前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節することにより塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置を具備しているので、任意の場所で塗膜の膜厚を調節することができる。
【００４０】
請求項７の薄膜形成装置では、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルに対して保持部材と板状部材とを移動させて被処理基板の所定部位を前記ノズルに対向させ、板状部材の貫通孔に充填した塗布剤を前記ノズルから噴出する気体により飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【００４１】
また、前記被処理基板を順次移動させながら前記所定部位のみに塗布剤を付着させているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することができる。
【００４２】
更に、この薄膜形成装置では、前記気体供給系から前記ノズルに供給する気体の流速を調節したり、前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節することにより塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置を具備しているので、任意の場所で塗膜の膜厚を調節することができる。
【００４３】
請求項８の薄膜形成装置では、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルに対して保持部材と板状部材とを移動させて被処理基板の所定部位を前記ノズルに対向させ、板状部材の貫通孔に充填した塗布剤を前記ノズルから噴出する気体により飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【００４４】
また、前記被処理基板を順次移動させながら前記所定部位のみに塗布剤を付着させているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することができる。
【００４５】
更に、この薄膜形成装置では、前記気体供給系から気体を供給されるノズルの数を調節したり、前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節することにより塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置を具備しているので、任意の場所で塗膜の膜厚を調節することができる。
【００４６】
請求項９の薄膜形成装置では、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルに対して保持部材と板状部材とを移動させて被処理基板の所定部位を前記ノズルに対向させ、板状部材の貫通孔に充填した塗布剤を前記ノズルから噴出する気体により飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【００４７】
また、前記被処理基板を順次移動させながら前記所定部位のみに塗布剤を付着させているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することができる。
【００４８】
更に、この薄膜形成装置では、前記板状部材に充填する塗布剤の充填密度を調節したり、前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節することにより塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置を具備しているので、任意の場所で塗膜の膜厚を調節することができる。
【００４９】
請求項１０の薄膜形成方法では、被処理基板を移動させて前記気体噴射手段に前記被処理基板の所定部位を対向させ、前記気体噴射手段と被処理基板との間に配設した板上部材の貫通孔に充填した塗布剤を前記気体噴射手段から噴射する気体により飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【００５０】
また、被処理基板を順次移動させながら所定部位のみに塗布剤を付着させるようにしているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することができる。
【００５１】
更に、前記被処理基板の所定部位に溶剤を噴霧して被処理基板上に吐出された塗布剤を希釈するようにしているので、噴霧する溶剤の量を変化させることにより塗膜の膜厚を調節することができる。
【００５２】
請求項１１の薄膜形成方法では、被処理基板を移動させて前記気体噴射手段に前記被処理基板の所定部位を対向させ、前記気体噴射手段と被処理基板との間に配設した板上部材の貫通孔に充填した塗布剤を前記気体噴射手段から噴射する気体により飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【００５３】
また、被処理基板を順次移動させながら所定部位のみに塗布剤を付着させるようにしているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することができる。
【００５４】
更に、前記被処理基板の所定部位に溶剤を予め噴霧しておき、被処理基板上に塗布剤が吐出された後にこの塗布剤を希釈するようにしているので、噴霧する溶剤の量を変化させることにより任意の場所で塗膜の膜厚を調節することができる。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の詳細を図面に基づいて説明する。
【００５６】
図１は本発明の一実施形態に係る薄膜形成装置の概略構成を斜視図として模式的に示した図である。
【００５７】
この薄膜形成装置では、被処理基板としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と呼ぶ。）Ｗ表面に向けて窒素ガスなどの不活性ガスを噴射するインジェクタ１０が、ほぼ水平にセットされたウエハＷ表面近傍にくるように配設されており、このインジェクタ１０とウエハＷとの間の隙間には塗布剤を保持する板状部材としての塗布剤保持ボード（以下、単に「ボード」という。）２０がウエハＷとほぼ平行に配設されている。このボード２０の一端は第２の移動装置としてのボード移動装置（以下、単に「移動装置」という。）４０に固定されており、この移動装置４０の作動により水平方向に移動するようになっている。
【００５８】
ボード２０のうち、前記移動装置４０に固定された部分と反対側の端には、このボード２０に対して塗布剤を供給して充填する塗布剤ディスペンサ（以下単に「ディスペンサ」という）３０が配設されている。
【００５９】
ボード２０とウエハＷとの間には二本のパイプ５０，５０がＹ方向に平行に配設されている。これらのパイプ５０，５０はノズル１１を両側から挟むような位置に配設されており、斜め下向きに設けられた複数の開口部５１から霧状の溶剤を噴霧するようになっている。
【００６０】
なお、図１では省略したが、後述するように、上記インジェクタ１０、ディスペンサ３０の他にもボード２０を洗浄し乾燥するためのクリーナがボード２０の近傍に配設されている。
【００６１】
また、図１中、ボード２０の下側に配設されたウエハＷは搬送装置５０の上に載置されており、真空機構などによりこの搬送装置５０上部のテーブル５１に固定されている。後述するように、この搬送装置５０はウエハＷを保持したままインジェクタ１０に対してＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、及びθ方向に移動できるようになっている。
【００６２】
図２は本実施形態に係る薄膜形成装置の平面図であり、図３は本実施形態に係る薄膜形成装置を水平方向から見た状態を示した図である。
【００６３】
図３に示したように、本実施形態に係る薄膜形成装置では、装置の上部に清浄なエアを供給するエア吹き出し口９１を備えた天板９０が配設されており、装置の底部には水平な底板８０が配設されている。薄膜形成装置の上部のエア吹き出し口９１からは絶えず図中上方から下方に向けて清浄なエアが流れるようになっており、このエアにより薄膜形成装置内は常に一定の温度と湿度とを維持するとともに埃や塵などが殆ど含まれていないクリーンな環境に保たれている。
【００６４】
図２と図３に示したように、上記天板９０と底板８０との間の空間の図中右側のスペースには、塗布剤をウエハＷに対して吐出する吐出ヘッドＨが配設されており、この吐出ヘッドＨに対して、搬送装置６０がアクセスしてウエハＷを搬送するとともにウエハＷの位置決めをするようになっている。
【００６５】
次に、吐出ヘッドＨについて説明する。
【００６６】
図３に示したように、薄膜形成装置の内部には吐出ヘッドＨが配設されており、この吐出ヘッドＨの下側には後述する搬送装置６０が出入りできる空間が形成されている。
【００６７】
図４は吐出ヘッドＨの垂直断面を拡大した図である。
【００６８】
この吐出ヘッドＨには、ウエハＷの表面に対してほぼ垂直方向下向きに気体を噴射する複数のノズル１１が配設されている。これら複数のノズル１１は図４の紙面に垂直な方向に一列に配列されている。図５は図４の矢印Ａの方向からノズル１１、ボード２０、パイプ５０及びウエハＷとを見たところを示した図であり、ボード２０とウエハＷとは垂直断面図として描いたものである。
【００６９】
ノズル１１にはこのノズル１１に気体を供給する気体供給系（図示省略）Ｓが接続されている。この気体供給系Ｓには窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを収容するガスボンベと、このガスボンベからの気体を供給する配管と、この配管の途中に設けた開閉バルブや気体の流量を調節する調節器などが配設されている。これらの調節器の主要なものは電気的に駆動できるものであり、後述する制御装置から信号を送ることによりバルブの開閉やガスの流量などを適宜調節できるようになっている。従って、後述するように、気体の流量を調節することによりノズル１１からの気体の噴射速度を調節して塗膜の膜厚を調節することもできるので有利である。なお、本実施形態では気体として窒素を用いている。
【００７０】
この気体の噴射速度は後述するボード２０に設けた貫通孔２１の直径や板厚、或いは使用する塗布剤の種類や粘度などによりその最適値は変動するものであるため、それらの諸条件に基づいて最適な値を求めて使用する。一般的には気体の噴射時の圧力は１ｋｇ／ｃｍ２  以下であり、例えば、本実施形態では０．３ｋｇ／ｃｍ２  とした。
【００７１】
また、この気体供給系は複数のノズル１１，１１，…のそれぞれについて独立してガス供給のオン・オフをできるようにすることも可能である。その場合にはノズル１１，１１，…全体のうち一部のノズル１１のみにガスを供給することによりウエハＷに吐出される塗布剤の密度を可変にでき、それにより塗膜の膜厚を調節することができるという効果が得られる。
【００７２】
ノズル１１とウエハＷとの間にはボード２０が配設されている。このボード２０は長方形の薄板状金属部材に微細な貫通孔２１を多数穿孔したものであり、この貫通孔２１に塗布剤を充填した状態で後述するディスペンサ３０からノズル１１へと塗布剤を搬送するものである。
【００７３】
ボード２０の材質としては塗布剤を塗布したときの接触角θが２５°〜７０°であることが求められる。従って金属、樹脂など種々のものが挙げられるが、表面を弗素樹脂でコーティングして所定の接触角を示すようにしたものでもよい。この貫通孔２１の直径や板厚などは充填する塗布剤の種類や粘度などにより決定されるものであるが、一般的には貫通孔の直径が０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲のものを用いるのが好ましく、板厚は貫通孔の直径に対して５０〜２００％のものを用いるのが好ましい。一例として本実施形態では、厚さ０．１ｍｍのステンレススチール製の板材の表面にテフロンをコーティングしたものを用い、また直径は０．１ｍｍのものを用いた。
【００７４】
同様にボード２０の上面からノズル先端までの距離は一般的には０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲が好ましい。この距離が０．１ｍｍ未満ではノズル１１に対するボードの位置決め精度を確保することが困難になったり、ノズル１１自体に吐出した筈の塗布剤が付着してノズル１１の先端が汚れるためであり、反対にこの距離が１０ｍｍを超えると、噴射したガスがボード２０に到達する前に拡散してしまい、隣接する塗膜粒子に悪影響を及ぼすためである。そのため、例えば本実施形態ではこの距離は３ｍｍとした。
【００７５】
また、ボード２０の下面からウエハＷ上表面までの距離は一般的には０．２ｍｍ〜１００ｍｍの範囲にするのが好ましい。これはこの距離が０．２ｍｍ未満であると貫通孔から吐出された塗布剤がボード２０に再び付着してしまうからであり、反対にこの距離が１００ｍｍを超えると、貫通孔２１から吐出された塗布剤粒子が拡散してしまい、ウエハＷの所定の部分に集中的に付着させるのが困難となるからである。そのため、例えば本実施形態では、ボード２０の下面からウエハＷ表面までの距離を５ｍｍとした。
【００７６】
ボード２０の貫通孔２１に充填する塗布剤としては特に限定されないため、液状その他の塗布剤を用いることができる。液状の塗布剤を用いる際には充填する際の粘度が５０ｃｐ〜３００ｃｐ（センチポイズ／２５°Ｃ）であることが好ましい。５０ｃｐ未満では貫通孔２１に保持されることが困難となり、貫通孔２１から滴り落ちてしまうためであり、一方、３００ｃｐを超えるとノズル１１から噴射されるガスの力だけでは十分に吐出できないおそれがあるためである。そのため、例えば本実施形態では１００ｃｐの液状の塗布剤であるレジスト液を用いた。
【００７７】
なお、液状以外の塗布剤、例えば、粉状や顆粒状の塗布剤を用いる場合にもボード２０の貫通孔２１の形状や大きさ、材質、担持方法などを適宜改変することにより十分適用可能である。
【００７８】
このボード２０は前記ノズル１１とウエハＷとの隙間に配設され、前記ノズル１１及びウエハＷのいずれとも非接触の状態で水平方向、より具体的には図４の左右の方向に移動できるように配設されている。そして後述するディスペンサ３０とクリーナ６０との間で往復移動される。この往復移動の駆動力を与える駆動源は図４のヘッドＨの右端の位置に配設された移動モータ４１である。
【００７９】
この移動モータ４１の回転軸にはボールネジ４２が取り付けられ、このボールネジ４２の反対側の先端にはホルダ４３が取り付けられている。このホルダ４３下部に設けられたスリット部４３ａには前記ボード２０の一端が挟持されている。
【００８０】
従って、移動モータ４１を作動させて回転軸を回すとボールネジ４２により回転軸に平行な方向の直線運動に変換され、この直線運動がホルダ４３、ひいてはボード２０に伝達されてこのボード２０を図中矢印Ｂの方向に移動させる。そして移動モータ４１の回転方向を正逆反転させることによりホルダ４３の移動方向も反転するので、ボード２０を矢印Ｂに示すように往復運動させることができる。
【００８１】
このボード２０の移動量は図示しないセンサで正確に検知しており、このセンサを介して把握した移動量に基づいてボード２０の動きを制御している。
【００８２】
図４中、ノズル１１の左隣にはディスペンサ３０が配設されている。このディスペンサ３０はボード２０の貫通孔２１内にレジストなどの塗布剤を充填する装置である。具体的な充填方法としては、圧入法、吸引法、浸漬法、ローラすり込み法など既知の方法が使用できるので、充填する塗布剤の種類、粘度、その他の特性に応じて適宜選択する。
【００８３】
例えば本実施形態の薄膜形成装置では、塗布剤溜め（図示省略）に収容した塗布剤を上から加圧して底面に設けた孔（図示省略）から押し出してボード２０の貫通孔２１内に充填する圧入式のものを採用している。
【００８４】
なお、充填装置として底面に設けた孔の数を可変にできる構造のものを採用する場合にはボード２０の貫通孔２１に充填する際の充填密度を変化させることができる。そのためウエハＷに吐出される塗布剤の密度を可変にでき、それにより塗膜の膜厚を調節することができるという効果が得られるので好ましい。
【００８５】
図４中ノズル１１の右側に隣接するのはクリーナ７０である。このクリーナ７０内には洗浄装置７１と乾燥装置７２とが内蔵されている。洗浄装置７１はボード２０を清浄にするためのものであり、ディスペンサ３０で充填後、塗布剤を吐出して貫通孔２１が空になったボード２０を溶剤その他の洗浄剤で洗浄する。乾燥装置７２で洗浄したボード２０を乾燥させ、再び塗布剤を充填できるようにする。
【００８６】
これら洗浄装置７１、乾燥装置７２の種類や構造は塗布剤の種類や粘度その他の特性に応じて既存のものの中から適宜選択して用いることができる。例えば、本実施形態では、溶剤を噴射して洗浄する方式の洗浄装置７１と、温風を当てて乾燥する方式の乾燥装置７２を採用している。
【００８７】
ボード２０とウエハＷとの間には二本のパイプ５１，５１が図４の紙面に垂直な方向に互いに平行に配設されている。これらのパイプ５１，５１はノズル１１の両側からこのノズル１１を挟むように配設されており、パイプ５１，５１の表面のうち、内側の位置には斜め下方向を向いて複数の開口部５１，５１，…が穿孔されている。このパイプ５０は後述する溶剤供給系と接続されており、この溶剤供給系から霧状の溶剤が供給され、開口部５１，５１，…から霧状の溶剤が噴霧される。
【００８８】
開口部５１，５１，…は、ウエハＷ表面のうち、ノズル１１の真下に位置する部分に向けて穿孔されており、開口部５１，５１，…から噴霧された溶剤が前記ノズル１１の真下に位置するウエハＷの表面部分を濡らすようになっている。
【００８９】
図６は溶剤供給系を模式的に示した図である。
【００９０】
ボード２０とウエハＷとの隙間をＹ方向に伸びる二本のパイプ５０，５０の図面手前側の一端は共に閉塞されており、反対側は共にパイプの本管５２に接続されている。この本管５２の一端はバブラータンク５３の上部に導かれている。
【００９１】
バブラータンク５３の底部には多孔質材料でできた発泡部材５４が配設されており、この発泡部材５４には外部から配管５５が接続されている。そしてこの配管５５には電動バルブ５７を介して配管５６が接続され、この配管５６の先には窒素ボンベなどの窒素ガス供給源が接続されている。
【００９２】
次に、この溶剤供給系の動作について説明する。
【００９３】
まず配管５６には常に一定圧力の窒素ガスが供給されており、電動バルブ５７に作動信号を送ってバルブを解放することにより窒素ガスを配管５５側に供給できるようになっている。電動バルブ５７を解放させて配管５５内に流入した窒素ガスはバブラータンク５３底部の発泡部材５４に達する。この発泡部材５４内を通過する際に窒素ガスは多数の微細な経路を通って発泡部材５４表面の多数の孔からバブラータンク５３内に流れ込む。バブラータンク５３内は溶剤で満たされており、発泡部材５４表面から窒素ガスが溶剤側に移動する際に微細な泡を発生する。この泡が溶剤の上表面に達して弾ける際に溶剤の上部空間の空気と混ざり合い、霧状の溶剤を発生する。この霧状の溶剤は本管５２を経由してパイプ５０内に入り、パイプ５０の側面に穿孔された開口部５１，５１，…からウエハＷの表面に向けて噴霧される。
【００９４】
次に吐出ヘッドにアクセスする搬送装置について説明する。
【００９５】
上記吐出ヘッドＨに対してウエハＷを搬送する作業は搬送装置６０により行われる。図３に示すように、この搬送装置６０では、ウエハＷを保持するためのテーブル６１が回転駆動部６３の回転軸６２の上に水平に取り付けられており、回転駆動部６３は搬送部６４の上に固定されている。回転駆動部６３にはテーブル６１を回転軸６２の回りのθ方向に回転させるための回転モータＭ１（図示省略）が内蔵されているため、テーブル６１はθ方向に回転可能である。テーブル６１には真空吸着、或いは機械的な挟持機構などの既知の手段によりウエハＷを固定した状態で保持できるようになっている。また、回転駆動部６３の内部にはテーブル６１をＺ方向に上下動させるモータＭ２（図示省略）が配設されている。
【００９６】
一方、搬送部６４には、底板８０に対して図２のＸ方向とＹ方向に関して変位させる第２の移動装置としてのモータＭ３とＭ４がそれぞれ配設されている。例えば、第２の移動装置Ｍ３、Ｍ４としてはボールネジやステッピングモータなどの既知の機構を挙げることができる。本実施形態では、この第２の移動装置としてとしてＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、及びθ方向のそれぞれの方向に移動させるステッピングモータ（図示省略）Ｍ１〜Ｍ４を用いて駆動している。
【００９７】
そのため、この搬送装置６０によりテーブル６１上に保持されたウエハＷはＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びθ方向に移動させることができる。なお、本実施形態では吐出ヘッドに対して搬送装置６０が移動或いは作動することによりウエハＷの位置決めを行なう構成としたが、吐出ヘッドＨ側が固定されたウエハＷに対して移動する機構であってもよく、更に、搬送装置６０及び吐出ヘッドＨの双方が変位可能であり、両者が移動することによりウエハＷと吐出ヘッドＨとを相対的に変位させるようにしてもよい。
【００９８】
このような構造を備えているため、搬送装置６０は保持したウエハＷを吐出ヘッドＨに対してＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向について正確に位置決めできるとともに、θ方向にも回転することができるので、吐出ヘッドＨに対してウエハＷの上側表面のどの部分でも正確にセットすることができるようになっている。
【００９９】
図７は本実施形態に係る薄膜形成装置の制御系を示したブロック図である。
【０１００】
この図７に示したように、気体供給系Ｓ、モータ４１、搬送装置６０のモータＭ１〜Ｍ４、ディスペンサ３０、洗浄装置７１、乾燥装置７２、溶剤供給系の電動バルブ５７は制御装置１００に接続されており、この制御装置１００により統括的に制御されている。
【０１０１】
次に、上記のように構成された本実施形態の薄膜形成装置の動作を説明する。図８は本実施形態の薄膜形成装置の動作の流れを示したフローチャートである。
【０１０２】
本実施形態の薄膜形成装置のメインスイッチをオンにして装置を起動すると、まず図示しない搬送アームにより搬送装置６０のテーブル６１にウエハＷが載置され、保持される（ステップ▲１▼）。
【０１０３】
次いで、搬送装置６０が底板８０上を移動して吐出ヘッドＨに対してウエハＷの位置決めを行なう（ステップ▲２▼）。この位置決めは吐出ヘッドＨのノズル１１の下側の吐出位置に対してウエハＷの塗布すべき部分を正確にセットする作業であり、高い位置精度が必要となる。
【０１０４】
このステップ▲２▼と並行してボード２０の貫通孔２１にディスペンサ３０から塗布剤の充填が行われ（ステップ▲３▼）、ボード２０を移動して塗布剤が充填された貫通孔２１の部分をノズル１１の真下にセットする（ステップ▲４▼）。
【０１０５】
ウエハＷの位置決めとボード２０のセットが完了したら、気体供給系を作動させてノズル１１に窒素ガスを供給し、ノズル１１から窒素ガスを噴射させる（ステップ▲５▼）。
【０１０６】
噴射された窒素ガスはボード２０の貫通孔２１内のレジスト液を押し出し、ウエハＷに向けて吐出させる。吐出したレジスト液はウエハＷの表面上に付着する。
【０１０７】
次いで、制御装置１００から電動バルブ５７に作動信号が送られ、電動バルブ５７が解放されると、上述したようにパイプ５０の開口部５１からウエハＷの表面上に付着したレジスト液に向けて霧状の溶剤が噴霧される。（ステップ▲６▼）
窒素ガスが噴射されて、塗布剤の吐出と溶剤の噴霧が行われるごとに制御部１００ではウエハＷの塗布が必要な部分のうち未塗布部分が残っているか否かの判断が行われる（ステップ▲７▼）。なお、ウエハＷの塗布が必要な部分と溶剤の噴霧量は端末装置などの入力装置（図示省略）を介して制御装置１００の記憶装置に予め入力しておく。
【０１０８】
そして、未塗布部分が残っている場合には、ウエハＷを更に移動して再度位置決めを行う（ステップ▲２▼）。
【０１０９】
一方、窒素ガスの噴射を受けた貫通孔２１からは塗布剤がなくなるので順次ボード２０を移動して塗布剤を充填し（ステップ▲３▼）、塗布剤を充填した貫通孔２１の部分をノズル１１真下の位置にセットする（ステップ▲４▼）
以下、前記と同様にして吐出を行ない（ステップ▲５▼）、塗布が必要な部分のうちの未塗布部分がなくなるまで上記の動作を繰り換えす。
【０１１０】
塗布が必要な部分についての塗布が完了すると、工程全体を終了させる。
【０１１１】
上記塗布工程と並行して、ボード２０の貫通孔２１内の塗布剤がなくなると、ボード２０をクリーナ７０側に移動させ、洗浄装置７１で溶剤を噴射して洗浄し、更に乾燥装置７２の方に洗浄したボード２０を移動し、ここで温風を当てて乾燥する。そして清浄かつ乾燥したボード２０を再びディスペンサ３０の方に移動してここで再度塗布剤を貫通孔２１に充填した後、ノズル１１の下側に順次移動して塗布剤の供給に供する。
【０１１２】
なお、ステップ▲５▼とステップ▲６▼とを入れ替えることも可能であり、そのようにステップ▲６▼→ステップ▲５▼と移行する工程とすることで、より薄い膜を形成することができる。
【０１１３】
次に、窒素ガスを噴出してから溶剤の噴霧によりウエハＷ表面に塗膜が形成される様子を図９〜図１３に従って説明する。
【０１１４】
図９は上記ステップ▲５▼でノズル１１から窒素ガスを噴射した状態を示した垂直断面図である。
【０１１５】
図９に示すように、ノズル１１で噴射された窒素ガスはボード２０の貫通孔２１内に充填された塗布剤ＲをウエハＷに向けて吐出する。吐出された塗布剤ＲはウエハＷに衝突し、このときの衝撃で図中上下方向の寸法（膜厚）が減少する一方、水平方向に広がるが、この段階では膜厚は目標とする値（０．４μｍ以下）より厚い。
【０１１６】
次にこのウエハＷ上に吐出された塗布剤Ｒに向けて溶剤が噴霧される（ステップ▲６▼）。図１０は上記ステップ▲６▼で開口部５１から霧状の溶剤を噴霧した状態を示した垂直断面図である。
【０１１７】
吐出された塗布剤Ｒに溶剤が噴霧されると、溶剤は塗布剤Ｒとその近傍のウエハ表面に付着する。塗布剤Ｒに付着した溶剤は塗布剤Ｒの表面を溶かしだす。
【０１１８】
その一方で、溶剤は表面張力が低く、ウエハＷ表面に馴染みやすいため、塗布剤Ｒ近傍からウエハＷ表面にかけて同心円状に広がりながらウエハＷ表面を覆う。図１１は溶剤が塗布剤Ｒの表面を溶かしながらウエハＷ表面を水平方向に広がっていく状態を示した垂直断面図である。
【０１１９】
やがて溶剤に溶け出した塗布剤は溶剤と混じり合いながら更に水平方向に広がる。この状態を示したのが図１２である。
【０１２０】
最終的には溶剤と塗布剤とが完全に均一な溶液となってウエハＷ表面に広がり、均一な薄い塗膜を形成する。この状態を示したのが図１３である。この状態から更に溶剤が揮発することにより、縦方向の膜厚が減少して０．５μｍ以下の所望の膜厚、例えば０．２〜０．４μｍ程度の膜厚の塗膜が得られる。
【０１２１】
次に、ボード２０の貫通孔２１の間隔と塗膜の膜厚との関係について説明する。
【０１２２】
図１４はノズル１１近傍の垂直断面図である。
【０１２３】
一つの貫通孔２１から吐出された塗布剤粒子ＲはウエハＷの表面に当たると、その衝撃で水平方向に広がるとともに膜厚が低下するが、このとき塗膜の断面は曲線を描いており、ノズル１１の真下の位置での膜厚が最大となり、この真下の位置から離れるほど膜厚は低下する。そのため、図１４に示すように隣接する二つの貫通孔２１と貫通孔２１との間の距離を適当な値にすることにより、膜厚の薄い周縁部分同士が重なりあって全体として均一な膜厚の塗布膜が形成される。また、この原理を応用することにより、膜厚を調節することができる。即ち、ノズル１１に対する搬送装置６０の移動量を変化させると、順次吐出される塗布剤粒子の間隔が変化するため、上記で隣接する二つの貫通孔２１と貫通孔２１との間の間隔を変化させるのと同じ状態になる。例えば、搬送装置６０の移動量を小さくすると、一回目の吐出でウエハＷ表面に形成される塗膜と、二回目の吐出で形成される塗膜との間隔が狭くなるため、二つの塗膜が重なる部分が大きくなり、塗膜の膜厚が厚くなる。
【０１２４】
反対に搬送装置６０の移動量を大きくすると、一回目の吐出でウエハＷ表面に形成される塗膜と、二回目の吐出で形成される塗膜との間隔が広くなるため、二つの塗膜が重なる部分が小さくなり、塗膜の膜厚が薄くなる。この原理を利用することにより、搬送装置５０の移動量を変化させることにより、塗膜の膜厚を調節することができる。
【０１２５】
また、搬送装置６０の移動量を変化させる代わりにボード２０の移動量を変化させることにより膜厚を調節することも可能である。例えば、ボード２０の移動方向に直交方向に二列にノズル１１を配設した場合を考えると、一回の噴射で貫通孔２１内の塗布剤は二列分ずつ消費されるため、毎回塗布剤を吐出させるにはボード２０の移動量を貫通孔２１と貫通孔２１との間隙ｄの倍の２ｄにする必要がある。この移動量を半分のｄにすれば二列のノズル１１のうち、下流側の一列のノズル１１の真下には空の貫通孔２１が対向するため、二列のノズル１１から気体を噴射してもウエハＷには一列分の塗布剤しか吐出されない。従って、ボード２０の移動量を２ｄからｄにすることにより塗布剤の吐出密度を半分にでき、それにより膜厚を調節することができる。
【０１２６】
以上、詳述したように、本実施形態に係る薄膜形成装置では、ボード２０の複数の微細な貫通孔２１に充填した塗布剤をノズル１１から噴射されるガスの力で吐出させ、ウエハＷの表面に当たるときの衝撃力で塗布剤粒子をウエハＷの表面の方向に広げることにより所望の膜厚の塗膜を形成するようにしているので、ウエハＷを回転させることなく塗膜を形成することができる。従って、ウエハＷの回転により生じる空気の乱流の影響で膜厚が変動することもないので、従来のスピンコート法では得られなかった膜厚の極く薄い塗膜を形成することができる。
【０１２７】
また、本実施形態に係る薄膜形成装置では、塗布剤粒子の吐出位置に、塗膜を形成したいウエハＷの部分が対向するように位置決めして塗布剤を吐出するようにしているので、不必要な部分にまで塗膜を形成するという無駄がない。従って、塗布剤の使用量を節約できる。また、塗膜の不必要な部分について塗膜を除去する作業も不要であるので、工程数を少なくできるとともに除去した塗膜が塵
（パーティクル）となってクリーンルーム内の清浄度を低下させるという弊害を未然に防止することができる。
【０１２８】
なお本発明は上記実施形態に限定されない。
【０１２９】
即ち、上記実施形態ではウエハＷのレジスト塗布装置を例にして説明したが、それ以外の装置、例えば、マスクのレジスト塗布装置、ＬＣＤ基板への塗布装置、ヒータ等の配線パターン形成装置などにも適用できる。
【０１３０】
また、上記実施形態ではウエハＷに塗布剤を吐出させてから溶剤を噴霧する構成としたが、これとは反対に、溶剤を噴霧した後にその溶剤を噴霧したのと同じ位置に塗布剤を吐出させるようにしてもよい。
【０１３１】
上記実施形態ではボード２０として長方形の板状部材を用い、これを一列に配置したディスペンサ３０、ノズル１１、洗浄装置６１及び乾燥装置６２の間を往復させる構成としたが、ボード２０として円盤状のものを用い、ディスペンサ３０、ノズル１１、洗浄装置６１及び乾燥装置６２を円盤の中心の周りに円周状に配置して、この円盤状のボード２０を回転するようにすることもできる。
【０１３２】
更に、ウエハＷのみならず、ＬＣＤ基板露光用マスク基板への塗膜形成や処理にも本発明が適用できることはいうまでもない。
【０１３３】
また、ヒータ等の配線パターンについても適用可能で、塗布膜に銀ペースト材を用いた２ｍｍ幅のヒーターパターン形成に適用した場合でも線幅、膜厚の均一性を確保でき、抵抗値バラツキが従来の５％から０．３％まで向上し、発熱量の分布を大幅に改善できた。
【０１３６】
請求項１記載の本発明によれば、前記保持手段と前記板状部材とを対向させ、板状部材の貫通孔内の塗布剤を板状部材の背後から気体を噴射することにより飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【０１３７】
更に、前記被処理基板の表面に溶剤を噴霧する手段を備えているので、噴霧する溶剤の量を変えることにより塗膜の膜厚を調節することができる。
【０１３８】
請求項２記載の本発明によれば、前記保持手段に対して前記板状部材を移動させて被処理基板と板状部材とを対向させ、板状部材の貫通孔内の塗布剤を、板状部材の背後から気体を噴射することにより飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【０１３９】
また、前記保持手段に対して前記板状部材を順次移動させながら所定の部分のみに塗布剤を付着させているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ処理を施すことができる。
【０１４０】
更に、前記被処理基板表面に溶剤を噴霧する手段を備えているので、噴霧する溶剤の量を変えることにより塗膜の膜厚を調節することができる。
【０１４１】
請求項３記載の本発明によれば、前記板状部材に対して前記保持手段を移動させて板状部材と被処理基板とを対向させ、板状部材の貫通孔内の塗布剤を、板状部材の背後から気体を噴射することにより飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【０１４２】
また、前記板状部材に対して前記保持手段を順次移動させながら所定の部分のみに塗布剤を付着させているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ処理を施すことができる。
【０１４３】
更に、前記被処理基板表面に溶剤を噴霧する手段を備えているので、噴霧する溶剤の量を変えることにより塗膜の膜厚を任意の場所で調節することができる。
請求項４記載の本発明によれば、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルに対して保持部材と板状部材とを移動させて被処理基板の所定部位を前記ノズルに対向させ、板状部材の貫通孔に充填した塗布剤を前記ノズルから噴出する気体により飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【０１４４】
また、前記被処理基板を順次移動させながら前記所定部位のみに塗布剤を付着させているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することができる。
【０１４５】
更に、前記板状部材と前記保持部材との間に被処理基板の所定部位に向けられた開口部を設け、この開口部に溶剤供給系から霧状の溶剤を供給して前記所定部位に溶剤を噴霧するようにしているので、噴霧する溶剤の量を変えることにより任意の場所で塗膜の膜厚を調節することができる。
【０１４６】
請求項５記載の本発明によれば、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルに対して保持部材と板状部材とを移動させて被処理基板の所定部位を前記ノズルに対向させ、板状部材の貫通孔に充填した塗布剤を前記ノズルから噴出する気体により飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【０１４７】
また、前記被処理基板を順次移動させながら前記所定部位のみに塗布剤を付着させているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することができる。
【０１４８】
更に、この薄膜形成装置では、前記第１の移動装置の駆動量を調節したり、前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節することにより塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置を具備しているので、任意の場所で塗膜の膜厚を調節することができる。
【０１４９】
請求項６記載の本発明によれば、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルに対して保持部材と板状部材とを移動させて被処理基板の所定部位を前記ノズルに対向させ、板状部材の貫通孔に充填した塗布剤を前記ノズルから噴出する気体により飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【０１５０】
また、前記被処理基板を順次移動させながら前記所定部位のみに塗布剤を付着させているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することができる。
【０１５１】
更に、この薄膜形成装置では、前記第２の移動装置の駆動量を調節したり、前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節することにより塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置を具備しているので、任意の場所で塗膜の膜厚を調節することができる。
【０１５２】
請求項７記載の本発明によれば、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルに対して保持部材と板状部材とを移動させて被処理基板の所定部位を前記ノズルに対向させ、板状部材の貫通孔に充填した塗布剤を前記ノズルから噴出する気体により飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【０１５３】
また、前記被処理基板を順次移動させながら前記所定部位のみに塗布剤を付着させているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することができる。
【０１５４】
更に、この薄膜形成装置では、前記気体供給系から前記ノズルに供給する気体の流速を調節したり、前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節することにより塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置を具備しているので、任意の場所で塗膜の膜厚を調節することができる。
【０１５５】
請求項８記載の本発明によれば、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルに対して保持部材と板状部材とを移動させて被処理基板の所定部位を前記ノズルに対向させ、板状部材の貫通孔に充填した塗布剤を前記ノズルから噴出する気体により飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【０１５６】
また、前記被処理基板を順次移動させながら前記所定部位のみに塗布剤を付着させているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することができる。
【０１５７】
更に、この薄膜形成装置では、前記気体供給系から気体を供給されるノズルの数を調節したり、前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節することにより塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置を具備しているので、任意の場所で塗膜の膜厚を調節することができる。
【０１５８】
請求項９記載の本発明によれば、先端が前記板状部材に向くように板状部材の背後に配置されたノズルに対して保持部材と板状部材とを移動させて被処理基板の所定部位を前記ノズルに対向させ、板状部材の貫通孔に充填した塗布剤を前記ノズルから噴出する気体により飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【０１５９】
また、前記被処理基板を順次移動させながら前記所定部位のみに塗布剤を付着させているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することができる。
【０１６０】
更に、この薄膜形成装置では、前記板状部材に充填する塗布剤の充填密度を調節したり、前記溶剤供給系から供給する溶剤の量を調節することにより塗膜の膜厚を調節する膜厚調節装置を具備しているので、任意の場所で塗膜の膜厚を調節することができる。
【０１６１】
請求項１０記載の本発明によれば、被処理基板を移動させて前記気体噴射手段に前記被処理基板の所定部位を対向させ、前記気体噴射手段と被処理基板との間に配設した板上部材の貫通孔に充填した塗布剤を前記気体噴射手段から噴射する気体により飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【０１６２】
また、被処理基板を順次移動させながら所定部位のみに塗布剤を付着させるようにしているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することができる。
【０１６３】
更に、前記被処理基板の所定部位に溶剤を噴霧して被処理基板上に吐出された塗布剤を希釈するようにしているので、噴霧する溶剤の量を変化させることにより塗膜の膜厚を調節することができる。
【０１６４】
請求項１１記載の本発明によれば、被処理基板を移動させて前記気体噴射手段に前記被処理基板の所定部位を対向させ、前記気体噴射手段と被処理基板との間に配設した板上部材の貫通孔に充填した塗布剤を前記気体噴射手段から噴射する気体により飛翔させて被処理基板上に付着するようにしているので、被処理基板を回転させる必要がなく、極く薄い塗膜を形成することができる。
【０１６５】
また、被処理基板を順次移動させながら所定部位のみに塗布剤を付着させるようにしているので、被処理基板のうち必要な部分にのみ塗膜を形成することができる。
【０１６６】
更に、前記被処理基板の所定部位に溶剤を予め噴霧しておき、被処理基板上に塗布剤が吐出された後にこの塗布剤を希釈するようにしているので、噴霧する溶剤の量を変化させることにより任意の場所で塗膜の膜厚を調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る薄膜形成装置の概略構成を模式的に示した斜視図である。
【図２】本実施形態に係る薄膜形成装置の平面図である。
【図３】本実施形態に係る薄膜形成装置を水平方向から見た図である。
【図４】本実施形態に係る吐出ヘッドの垂直断面を拡大した図である。
【図５】本実施形態に係る薄膜形成装置のノズル近傍の垂直断面である。
【図６】本実施形態に係る溶剤供給系を模式的に示した図である。
【図７】本実施形態に係る薄膜形成装置の制御系を示したブロック図である。
【図８】本実施形態の薄膜形成装置の動作の流れを示したフローチャートである。
【図９】本実施形態の薄膜形成装置のノズルから窒素ガスを噴射したときの状態を示した垂直断面である。
【図１０】本実施形態の薄膜形成装置の開口部から霧状の溶剤を噴霧した状態を示した垂直断面図である。
【図１１】本実施形態に係る開口部から噴霧した溶剤がウエハＷ表面を広がっていく状態を示した垂直断面図である。
【図１２】本実施形態に係る開口部から噴霧した溶剤が塗布剤を溶かしながら水平方向に広がる状態を示した図である。
【図１３】本実施形態係る開口部から噴霧した溶剤と塗布剤とが完全に均一な溶液となってウエハＷ表面に広がった状態を示した図である。
【図１４】本実施形態に係る薄膜形成装置のノズル近傍の垂直断面図である。
【符号の説明】
Ｗ                ウエハ
１１              ノズル
２０              ボード
２１              貫通孔
３０              ディスペンサ
４１              移動モータ
Ｍ１〜Ｍ４        モータ
６０              搬送装置
１００            制御装置
５０              パイプ
５１              開口部
【図１】
0003573613.tif 000002
【図２】
0003573613.tif 000003
【図３】
0003573613.tif 000004
【図４】
0003573613.tif 000005
【図５】
0003573613.tif 000006
【図６】
0003573613.tif 000007
【図７】
0003573613.tif 000008
【図８】
0003573613.tif 000009
【図９】
0003573613.tif 000010
【図１０】
0003573613.tif 000011
【図１１】
0003573613.tif 000012
【図１２】
0003573613.tif 000013
【図１３】
0003573613.tif 000014
【図１４】
0003573613.tif 000015