(57)【要約】【課題】インクジェット技術を応用してレジスト等の塗布材を所定の膜厚で塗布対象物上へ塗布することが可能な塗布装置の提供。【解決手段】塗布対象物としてのウエハＳを保持する保持手段としてのＸＹテーブル１と、塗布材としてのレジストＲを噴霧するノズル２と、ノズル２の先端から所定の間隔をとって配置された対向電極３と、ＸＹテーブル１をＸ軸方向に走行させる第１走行手段としてのＸ軸走行機構４ａと、ＸＹテーブル１をＹ軸方向に移動させる第２走行手段としてのＹ軸走行機構４ｂと、ノズル２と対向電極３との間に電圧を印加してレジストＲを噴霧させる電圧発生手段５と、Ｘ軸走行機構４ａ、Ｙ軸走行機構４ｂおよび電圧発生手段５を制御する制御装置６とを備える。【選択図】図１
2008246353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布対象物を保持する保持手段と、
塗布材を噴霧するノズルと、
前記ノズルの先端から所定の間隔をとって配置された対向電極であって、前記ノズルから噴霧される塗布材が通過する間隙を有する対向電極と、
前記塗布対象物の塗布面に沿って、前記ノズルを所定の方向に相対的に走行させる第１走行手段と、
前記塗布対象物の塗布面に沿って、前記ノズルを前記第１走行手段の走行方向に対して直交する方向に相対的に走行させる第２走行手段と、
前記ノズルと対向電極との間に電圧を印加して前記塗布材を前記ノズルから噴霧させる電圧発生手段と、
前記塗布材の物性に応じて、予め前記電圧発生手段により印加する電圧を変化させて塗布材を塗布対象物へ塗布し、前記対向電極の間隙の中心を前記塗布面へ投影した点から前記対向電極の間隙の境界を前記塗布面へ投影した点までの各印加電圧における塗布材の濃度変化率を測定し、塗布材の濃度変化率が所定の値以下となる電圧を印加電圧として記憶した印加電圧データベースと、
この印加電圧データベースを参照することにより、前記塗布材の物性に応じて前記電圧発生手段により印加する電圧を算出し、前記電圧発生手段に指令する印加電圧算出手段と、
前記塗布材の物性に応じた印加電圧を前記電圧発生手段により印加した状態で、予め前記第１走行手段の走行速度および前記第２走行手段の送り量と、塗布膜厚との関係を測定して記憶した塗布膜厚データベースと、
この塗布膜厚データベースを参照することにより、前記塗布材の物性および目標とする塗布膜厚に基づいて前記第１走行手段および第２走行手段の走行指令を算出し、前記第１走行手段および前記第２走行手段に指令する走行指令算出手段と
を備える塗布装置。
【請求項２】
前記印加電圧算出手段は、前記第１走行手段の走行中に印加電圧を前記電圧発生手段に指令するものであり、
前記走行指令算出手段は、前記第１走行手段の停止中に前記第２走行手段に走行する指令を出力するものである
請求項１記載の塗布装置。
【請求項３】
前記印加電圧が２．０ｋＶである請求項１または２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記塗布材がレジストである請求項１から３のいずれかに記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジストやインク等の塗布材を塗布対象物に塗布する塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体装置製造のリソグラフィ工程において、半導体ウエハ上へのレジスト塗布にはスピンコータが利用されている（例えば、特許文献１参照。）。スピンコータは、半導体ウエハの中心にレジストを滴下し、半導体ウエハを高速回転させることで、レジストを遠心力により拡散し、均一な膜厚のレジスト膜を形成するものである。ところが、このようなレジストを高速回転による遠心力により拡散するスピンコータでは、半導体ウエハ上に滴下されたレジストは飛散することによって約８０％が無駄となっている。
【０００３】
また、高速回転によって半導体ウエハの円周部がせり上がってしまい、破損などを生じる可能性があるため、大型の半導体ウエハには不向きである。しかしながら、半導体ウエハの直径は年代とともに大型化が進んでおり、２００ｍｍから３００ｍｍへと移行してから約８年が経過したところであるが、さらに今後、半導体ウエハ径は４５０ｍｍへと大型化（広面積化）する計画がある。そこで、半導体ウエハ径が４５０ｍｍへと大型化した場合の新たなレジスト塗布技術の開発が求められている。
【０００４】
ところで、本発明者は、インクジェット技術について研究を行っており、非特許文献１〜５に記載のように、静電的に誘引されるインクジェット技術をレジスト塗布に応用することを試みている。非特許文献１〜５では、インクジェット技術によるレジスト飛翔現象について考察している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２４４５３号公報
【特許文献２】特開平２−１３０１５２号公報
【非特許文献１】佐藤  允則、松尾  一壽著，静電的に誘引されるレジスト飛翔の振る舞い，平成１８年電気学会全国大会講演論文集，電気学会，平成１８年３月１５日発行，第３分冊，ｐ．２１
【非特許文献２】牛尾  敏光、松尾  一壽、富川  武彦、永山  邦仁著，レジストジェット飛翔の画像計測，平成１７年電気学会全国大会講演論文集，電気学会，平成１７年３月１７日発行，第３分冊，ｐ．８
【非特許文献３】牛尾  敏光、片山  年美、松尾  一壽著，レジストジェット飛翔の微細構造，平成１６年度電気関係学会九州支部連合大会講演論文集ＣＤ−ＲＯＭ，電気関係学会九州支部連合会，平成１６年９月１８日発行，０６−１Ａ−１０，ｐ．３３２
【非特許文献４】松尾  一壽、富川  武彦、永山  邦仁著，レジストジェット飛翔の観測，２００４年（平成１６年）春季第５１回応用物理学関係連合講演会，第１分冊，応用物理学会，２００４年３月２８日発行，Ｎｏ．１，３１ｐ−ＹＢ−２，ｐ．４７０
【非特許文献５】牛尾  敏光、田口  周二、片山  年美、松尾  一壽著，レジストジェット飛翔の観察，平成１５年度電気関係学会九州支部連合大会講演論文集ＣＤ−ＲＯＭ，電気関係学会九州支部連合会，平成１５年９月１８日発行，０７−１Ａ−０６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のように、従来のスピンコータでは、使用するレジストの約８０％が無駄となっている状況である。また、非特許文献１〜５ではインクジェット技術によるレジスト飛翔現象について考察しているが、飛翔させたレジストを実際に半導体ウエハへ塗布するまでは至っていない。
【０００７】
そこで、本発明においては、インクジェット技術を応用してレジスト等の塗布材を所定の膜厚で塗布対象物上へ塗布することが可能な塗布装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の塗布装置は、塗布対象物を保持する保持手段と、塗布材を噴霧するノズルと、ノズルの先端から所定の間隔をとって配置された対向電極であって、ノズルから噴霧される塗布材が通過する間隙を有する対向電極と、塗布対象物の塗布面に沿って、ノズルを所定の方向に相対的に走行させる第１走行手段と、塗布対象物の塗布面に沿って、ノズルを第１走行手段の走行方向に対して直交する方向に相対的に走行させる第２走行手段と、ノズルと対向電極との間に電圧を印加して塗布材をノズルから噴霧させる電圧発生手段と、塗布材の物性に応じて、予め電圧発生手段により印加する電圧を変化させて塗布材を塗布対象物へ塗布し、対向電極の間隙の中心を塗布面へ投影した点から対向電極の間隙の境界を塗布面へ投影した点までの各印加電圧における塗布材の濃度変化率を測定し、塗布材の濃度変化率が所定の値以下となる電圧を印加電圧として記憶した印加電圧データベースと、この印加電圧データベースを参照することにより、塗布材の物性に応じて電圧発生手段により印加する電圧を算出し、電圧発生手段に指令する印加電圧算出手段と、塗布材の物性に応じた印加電圧を電圧発生手段により印加した状態で、予め第１走行手段の走行速度および第２走行手段の送り量と、塗布膜厚との関係を測定して記憶した塗布膜厚データベースと、この塗布膜厚データベースを参照することにより、塗布材の物性および目標とする塗布膜厚に基づいて第１走行手段および第２走行手段の走行指令を算出し、第１走行手段および第２走行手段に指令する走行指令算出手段とを備えるものである。
【０００９】
本発明の塗布装置によれば、塗布材の物性に応じて電圧発生手段により印加する電圧が算出され、電圧発生手段に指令されることにより、塗布材がノズルから噴霧されるとともに、塗布材の物性および目標とする塗布膜厚に基づいて第１走行手段および第２走行手段の走行指令が算出され、第１走行手段および第２走行手段に指令されることにより、第１走行手段の走行速度および第２走行手段の送り量が制御されるので、塗布材の物性に関わらず、塗布材を所定の膜厚で塗布対象物上へ塗布することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
塗布材の物性に応じて電圧発生手段により印加する電圧が算出され、電圧発生手段に指令されることにより、塗布材がノズルから噴霧されるとともに、塗布材の物性および目標とする塗布膜厚に基づいて第１走行手段および第２走行手段の走行指令が算出され、第１走行手段および第２走行手段に指令される構成により、塗布材の物性に関わらず、塗布材を所定の膜厚で塗布対象物上へ塗布することが可能となり、気温や湿度等の作業環境や、塗布材の濃度等の変化に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の実施の形態における塗布装置の主要部の構成を示す模式図、図２は図１の制御装置の構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１において、本発明の実施の形態における塗布装置は、塗布対象物としてのウエハＳを保持する保持手段としてのＸＹテーブル１と、塗布材としてのレジストＲを噴霧するノズル２と、ノズル２の先端から所定の間隔をとって配置された対向電極３と、ＸＹテーブル１をＸ軸方向に走行させる第１走行手段としてのＸ軸走行機構４ａと、ＸＹテーブル１をＹ軸方向に移動させる第２走行手段としてのＹ軸走行機構４ｂと、ノズル２と対向電極３との間に電圧を印加してレジストＲを噴霧させる電圧発生手段５と、Ｘ軸走行機構４ａ、Ｙ軸走行機構４ｂおよび電圧発生手段５を制御する制御装置６とを備えるレジスト塗布装置である。
【００１３】
ノズル２は、レジストＲを収容する容器としてのレジストタンク７に直接取り付けられている。対向電極３は、このノズル２の先端から２ｍｍの間隔をとって配置されている。対向電極３は、１本の棒状電極を略Ｃ字状に曲折して、ノズル２から噴霧されるレジストＲが通過する間隙３ａを形成したものであるが、レジストＲの飛翔を妨げない形状であれば良い。なお、本実施形態においては、この間隙３ａを４ｍｍとしている。また、対向電極３とウエハＳとは１ｍｍの間隔を設けて配置している。
【００１４】
制御装置６は、図２に示すように、レジストＲの物性等に応じた印加電圧を記憶した印加電圧データベース（ＤＢ）１０と、印加電圧ＤＢ１０を参照することにより、レジストＲの物性等に応じて電圧発生手段５により印加する電圧を算出し、電圧発生手段５に指令する印加電圧算出手段１１と、Ｘ軸走行機構４ａの走行速度およびＹ軸走行機構４ｂの送り量と、塗布膜厚との関係を記憶した塗布膜厚データベース（ＤＢ）１２と、塗布膜厚ＤＢ１２を参照することにより、レジストＲの物性等および目標とする塗布膜厚に基づいてＸ軸走行機構４ａおよびＹ軸走行機構４ｂの走行指令を算出し、Ｘ軸走行機構４ａおよびＹ軸走行機構４ｂに指令する走行指令算出手段１３とを備える。
【００１５】
印加電圧ＤＢ１０は、気温や湿度等の作業環境が実作業環境と同一の環境の下で、表面張力、粘性や誘電率などのレジストＲの物性に応じて、予め電圧発生手段５により印加する電圧を変化させてレジストＲをウエハＳへ塗布し、対向電極３の間隙３ａの中心を塗布面へ投影した点から対向電極３の間隙３ａの境界を塗布面へ投影した点までの各印加電圧におけるレジストＲの濃度変化率を測定し、レジストＲの濃度変化率が所定の値以下となる電圧を印加電圧として記憶したものである。塗布膜厚ＤＢ１２は、気温や湿度等の作業環境が実作業環境と同一の環境の下で、レジストＲの物性に応じた印加電圧を電圧発生手段５により印加した状態で、予めＸ軸走行機構４ａの走行速度およびＹ軸走行機構４ｂの送り量と、塗布膜厚との関係を測定して記憶したものである。
【００１６】
上記構成のレジスト塗布装置では、レジストＲの物性に応じて電圧発生手段５により印加する電圧が算出され、電圧発生手段５に指令されることにより、レジストＲがノズル２から噴霧されるとともに、レジストＲの物性および目標とする塗布膜厚に基づいてＸ軸走行機構４ａおよびＹ軸走行機構４ｂの走行指令が算出され、Ｘ軸走行機構４ａおよびＹ軸走行機構４ｂに指令されることにより、Ｘ軸走行機構４ａの走行速度およびＹ軸走行機構４ｂの送り量が制御される。
【００１７】
例えば、本実施形態におけるレジスト塗布装置では、レジストＲの物性および目標とする塗布膜厚に基づいてＸ軸走行機構４ａへの走行指令を行い、Ｘ軸走行機構４ａによってウエハＳのＸ軸方向への一走査を行う。そして、このＸ軸走行機構４ａの走行中にレジストＲの物性に応じた印加電圧を電圧発生手段５に指令する。これにより、レジストＲがノズル２から噴霧され、ウエハＳ上に一走査分のレジストＲが塗布される。
【００１８】
次に、Ｘ軸走行機構４ａを停止し、このＸ軸走行機構４ａの停止中にＹ軸走行機構４ｂへの走行指令を行い、Ｙ軸走行機構４ｂをＹ軸方向へ微小距離だけ移動させる。そして、前回と同様、Ｘ軸走行機構４ａへの走行指令を行い、Ｘ軸走行機構４ａによってウエハＳのＸ軸方向（但し、前回とは逆方向）への一走査を行う。また、このＸ軸走行機構４ａの走行中にレジストＲの物性に応じた印加電圧を電圧発生手段５に指令することで、レジストＲがノズル２から噴霧され、ウエハＳ上に一走査分のレジストＲが塗布される。
【００１９】
このような動作をレジストＲの塗布する幅について繰り返し行うことで、本実施形態におけるレジスト塗布装置では、ウエハＳ上へ均一な膜厚のレジスト膜を形成する。本実施形態におけるレジスト塗布装置では、レジストＲの物性等に応じた印加電圧を記憶した印加電圧ＤＢ１０と、Ｘ軸走行機構４ａの走行速度およびＹ軸走行機構４ｂの送り量と、塗布膜厚との関係を記憶した塗布膜厚ＤＢ１２とを参照することで、レジストＲの物性等に応じて電圧発生手段５により電圧を印加してレジストＲをノズル２から噴霧するとともに、レジストＲの物性等および目標とする塗布膜厚に基づいてＸ軸走行機構４ａおよびＹ軸走行機構４ｂを走行させるので、気温や湿度等の作業環境や、塗布材の濃度等の変化に対応することができる。
【００２０】
なお、本実施形態におけるレジスト塗布装置は、静電誘引形インクジェット方式である。この方式を用いた理由は、太いノズル径にも関わらず、微細なレジスト微粒子群（霧状）を発生させることが可能なためである。さらに、この方式は、インクジェット発生機構の原理も簡単で、ノズル２の目詰まりに強く、メンテナンスにおいても有利である。また、レジストＲが微粒子群となった霧状で塗布されるため、極めて均一で薄い膜状の塗布を実現できる。
【００２１】
なお、走査方法としては、ノズル２あるいはウエハＳのいずれか一方または両方を反対方向へ同時に行う構成とすることも可能である。また、このように本実施形態におけるレジスト塗布装置では、走査方式を採用するため、ウエハＳの高速回転は不要である。さらに本発明は、広面積の塗布対象物のみではなく塗布幅の狭い（挟面積の）ものでも適用可能であり、微小な塗布対象物にも有効である。
【実施例】
【００２２】
図１に示したレジスト塗布装置によるレジストの塗布状態について検証した。なお、以下の説明において、レジストの静圧Ｈは、ノズル２の先端からレジストタンク７内のレジストＲの液面までの距離をｍｍで表している。ノズル２の長さは５〜１５ｍｍである。ここで、ノズル２の先端に形成される理想的なメニスカスの形状は、印加される電圧による変動が最も小さくなる条件のときである。メニスカスの形状は、レジストＲの静圧Ｈに依存する。
【００２３】
レジストＲの飛翔は、ノズル２と対向電極３との間に印加される電圧によって、塗布対象物の方向へ誘引されることになる。ここでは、ノズル２を正極（＋）とし、対向電極３を負極（−）とした。もし、塗布対象物自身を負極（−）として兼用することが可能な場合は、対向電極３を省き、塗布対象物自身を負極（−）とすることができる。なお、今回、レジストＲを塗布する塗布対象物としてガラス基板Ｇ（図４参照。）を用いた。ガラス基板Ｇは、顕微鏡を用いて試料を観察する際に使用されるもので、その大きさは７６ｍｍ×２６ｍｍ、厚さ０．８〜１．０ｍｍのものである。あるいは、図３に示すように対向電極３を独立させて、この対向電極３に塗布のための信号電圧ＶＳを印加することにより、Ｖｂ−ＶＳで近似できる電圧によってレジストを誘引することができる。なお、ＶｂはレジストＲに与える直流バイアス電圧である。
【００２４】
図４はＨｅ−Ｎｅレーザ光を光源としてノズル２の先端から飛翔するレジストＲを撮影した観測例である。カメラのシャッタ速度は１／３０秒である。このレジストＲの飛翔状態の観測結果から、ノズル２の先端では細い連続流であったものが、ボトルネック状となって飛散して行く状態を知ることができる。また、レジストＲの飛翔状態はノズル２の先端から遠ざかるにしたがって、その密度が疎になっていることが伺える。さらに、ガラス基板の表面では、レジストの密度がかなり疎となり拡がって飛散していることが分かる。
【００２５】
また、図４のレジストＲの実際の飛翔画像から、レジストＲに印加される電圧や静圧Ｈ、およびノズル２や対向電極３等の適切な物理的な位置関係などについて調べることが可能であり、その詳細を知ることができる。
【００２６】
図５は対向電極３の間隙３ａを飛翔するレジストＲの濃度分布を示す。この分布はガラス基板Ｇ表面上の近接を測定したものである。ここで、対向電極３の間隙３ａの中心を“０”、そこから左右方向距離をそれぞれ１，２，３ｍｍとして横軸上に記している。したがって、対向電極３の間隙３ａの中心“０”が、図５の中央部分である。
【００２７】
図５から、印加電圧の違いによってガラス基板Ｇ上に塗布される膜厚の分布状態について観測することができる。また、図５から、印加される電圧が２．０ｋＶと低い方に、濃度分布の平坦さを観測することができる。しかし、印加される電圧が２．３ｋＶと高い場合はレジストＲの塗布状態には走査線が表れる可能性を有しており、不適当である。これは対向電極３の中心部分に高い濃度を示しているからである。レジストＲの濃度分布の平坦さは、塗布による走査線の目立ちを予測する際の重要な事項である。これらの結果、印加電圧の変化によってレジストＲの飛翔状態はボトルネックを呈するような状態がガラス基板Ｇ面において塗布される濃度が均一に保たれていることが分かった。
【００２８】
また、図５から、観測されるレジストＲの飛翔状態は、正規分布を成していることが分かる。この分布において、印加される電圧が２．３ｋＶの場合、極大値が０．３ｍｍ程度右方向へ移行していることが分かる。これは、レジストＲの飛翔がノズル２の先端からガラス基板Ｇを結ぶ最短距離で飛翔がなされないため、非対象となっているからでる。また、レジストＲの飛翔状態に極端な極大値を示している。これは、その部分のレジストＲの濃度が高いことになる。この高い濃度はレジストＲを走査しながら塗布を試みる場合に走査線となって現れる。したがって、これらの特性において良好な塗布を実現するためには、極大値が極めて低い状態でのレジストＲの飛翔が有効であるものと推測される。
【００２９】
ここで、印加電圧を変化させた場合の対向電極３の間隙３ａに対する濃度変化率を求めた。なお、本実験において、レジストＲの飛翔状態が観測される最低の印加電圧は１．９ｋＶであった。しかし、この電圧ではレジストＲの飛翔状態がガラス基板Ｇまで届かない飛翔状態が観測されている。また、印加電圧が、２．４ｋＶの場合は、複数本となったレジストＲの飛翔状態が観測される。したがって、レジストＲが飛翔する状態において印加される電圧には適切な範囲を有していることが分かった。レジストＲの飛翔に適切な印加電圧は、レジストＲがガラス基板Ｇに対して安定に飛翔する電圧２．０ｋＶから２．３ｋＶである。
【００３０】
ここで、ガラス基板Ｇの表面において走査線の目立ちを抑えてレジストＲを薄く塗布するには、対向電極３の間隙３ａに対する濃度変化率が小さい方が有利であることに着目した。この結果、印加電圧２．３ｋＶのとき０．２７／２．０＝０．１３５、２．２ｋＶのとき０．１６／２．０＝０．０８、２．１ｋＶのとき０．１５／２．０＝０．７５、２．０ｋＶのとき０．１２／２．０＝０．０６であった。ここで、特性が全体的に０．０５程高くなっているが、これは写真撮影されたフイルム上で何も撮影されていない部分である。したがって、上記の計算は特性の左右において濃度が全て同じ値となった状態を基準として求めたものである。
【００３１】
さらに濃度分布の半値幅からも検討を加えた。半値幅は、印加電圧２．３ｋＶのとき２．３ｍｍ、印加電圧２．２ｋＶのとき１．７ｍｍ、印加電圧２．１ｋＶのとき１．７ｍｍ、印加電圧２．０ｋＶのとき２．７ｍｍである。これらの半値幅から、半値が広く、極大値（ピーク）が低いときが、レジストＲの広がり具合が滑らかとなることが分かる。ここで、印加電圧２．３ｋＶの場合の半値幅は印加電圧２．０ｋＶの場合と比較して狭いが、ピークが高く、これは走査線の目立ちとなる要因である。本実験で得られた結果から総合的な判断をすると、レジストＲの塗布に対する印加電圧は、２．０ｋＶが最適であった。
【００３２】
図６は実際にレジストＲをガラス基板Ｇに塗布した例を示す。図６（ａ）はガラス基板Ｇに対して３ｍｍ幅で長手方向（走査方向（Ｘ軸方向））への塗布を試みたものである。図６（ｂ）はレジストＲの塗布の幅を４０ｍｍとした場合の例である。これらの膜厚を測定したものをそれぞれ図７および図８に示す。図７は走査方向に対する膜厚の測定結果で、塗布は５５ｍｍに渡って行われている。この結果から、最初の左端の箇所を除けば均一な膜厚が得られていることが分かる。
【００３３】
図８は走査方向に対して直交方向の膜厚を測定（塗布された膜を図６（ｂ）の縦方向に横切って測定）したものである。なお、膜厚の測定は０．２ｍｍピッチ間隔で行った。また、垂直方向のシフト幅（Ｙ軸方向）を０．００１ｍｍとして順次１０回の走査を繰り返したものである。得られた結果から、両端を除けば、走査線によるレジストの濃淡もなく、均一な膜厚が得られている。なお、この実験結果では塗布開始と終了部分にピークが観測されている。これは塗布開始と終了部分に現れたもので、レジストＲの粘性や表面張力などが原因と考えられる。なお、測定は等間隔で１６ポイントにおいて行った。実際、この測定結果から、レジストＲの走査方向に対して３１００Å（図６（ａ）の結果）、走査方向に対して直交方向に３１００Å（図６（ｂ）の結果）の膜厚が得られていることが分かった。
【００３４】
図９に走査速度の違いに対する膜厚の特性を示す。図９（ａ）はガラス基板Ｇに塗布されるレジストＲを模式図で示したものである。同図（ｂ）は走査速度に対する膜厚をプロットしたものである。ｗは塗布幅、Ｖ1〜Ｖ7は走査速度である。実験条件は、印加電圧Ｖ＝２．２ｋＶ、レジストＲによる静圧Ｈ＝４０、５０、６０ｍｍである。塗布の状態は、塗布幅５ｍｍ、走査回数５０回、シフト幅０．１ｍｍである。このような実験条件の下で得られた結果から、走査速度が速くなる程、膜厚は薄くなることが分かる。このときの膜厚は走査速度が１００ｍｍ／ｓのとき、１０５００Å、７００ｍｍ／ｓでは６０００Åである。走査速度に対する膜厚の変化は、ほぼ比例関係となっている。
【００３５】
図１０にレジストＲの静圧Ｈに対する膜厚の特性を示す。レジストＲの静圧ＨがＨ＝４０、５０、６０ｍｍへと高くなるほど膜厚が厚くなることが分かった。例えば、走査速度１００ｍｍ／ｓにおいて、静圧Ｈ＝４０ｍｍからＨ＝６０ｍｍへと変化させた場合の膜厚の変化率は、約３．０８％であった。同様に、走査速度が、２００ｍｍ／ｓ、３００ｍｍ／ｓ、４００ｍｍ／ｓ、５００ｍｍ／ｓ、６００ｍｍ／ｓ、７００ｍｍ／ｓのとき膜圧の変化率は、それぞれ５．７５％、７．２８％、８．６５％，８．８８％，９．６％であった。したがって、走査速度をパラメータとしたときの静圧Ｈに対する膜厚の変化率は約６．８４％であった。なお、膜厚は静圧に、ほぼ比例していることが分かった。
【００３６】
図１１は比較的幅の広い範囲にレジストの塗布を試みた結果である。この結果で、ポイントと記述している箇所は、図１２に示すようにガラス基板Ｇ上のレジスト塗布された部分の各黒点の横方向の位置であり、各点の平均値を記している。得られた結果から、走査速度が速くなる程、塗布される膜厚は薄くなっていることが分かる。また、比較的幅広い面積の塗布においても膜厚の均一なものが得られていると思われる。なお、この場合のシフト幅は０．１ｍｍである。次にシフト幅を０．２ｍｍとした場合の塗布状体について調べた結果を図１３に示す。得られた結果から、走査速度が速くなる程、膜厚（１２５０Å〜１９８６Å）の薄い塗布がなされていることが分かる。また、Ｙ軸方向のシフト幅の制御に塗布の膜厚が関係していることが分かる。
【００３７】
図１４は、１回の走査によって塗布を試みた場合の塗布幅ｗを表したものである。この１回の走査の場合においても、走査速度が速くなる程、塗布される幅は狭くなっていることが分かる。例えば、走査速度が１００ｍｍ／ｓのとき、塗布される膜の幅は１．５５ｍｍであったものが２００ｍｍ／ｓでは０．８２ｍｍ、また４００ｍｍ／ｓでは０．３２ｍｍである。また、走査速度が４００ｍｍ／ｓから７００ｍｍ／ｓにおいて平均した膜幅は０．３５ｍｍである。この結果から、塗布する膜幅は、ノズル２をＹ軸方向へ移動させるときのシフト幅を決定する目安となることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の塗布装置は、レジストやインク等の塗布材をウエハ、ガラスや基板等の塗布対象物上へ塗布する装置として有用である。特に、本発明は、均一な膜厚で薄膜を塗布する装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態における塗布装置の主要部の構成を示す模式図である。
【図２】図１の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】対向電極を独立させた別の塗布装置の例を示す模式図である。
【図４】ノズル先端から飛翔するレジストを撮影した観測例を示す図である。
【図５】対向電極の間隙を飛翔するレジストの濃度分布を示す図である。
【図６】実際にレジストをガラス基板に塗布した例を示す図である。
【図７】図６（ａ）の例の膜厚の測定結果を示す図である。
【図８】図６（ｂ）の例の膜厚の測定結果を示す図である。
【図９】走査速度の違いに対する膜厚の特性を示す図であって、（ａ）はガラス基板に塗布されるレジストを示す模式図、（ｂ）は走査速度に対する膜厚をプロットした図である。
【図１０】レジストの静圧に対する膜厚の特性を示す図である。
【図１１】比較的幅の広い範囲にレジストの塗布を試みた場合の各測定ポイントにおける膜厚をプロットした図である。
【図１２】図１１の各測定ポイントの位置を示す図である。
【図１３】シフト幅を変化させた場合の各測定ポイントにおける膜厚をプロットした図である。
【図１４】１回の走査によって塗布を試みた場合の塗布幅の特性を示す図であって、（ａ）はガラス基板に塗布されるレジストを示す模式図、（ｂ）は走査速度に対する膜幅をプロットした図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ＸＹテーブル
２  ノズル
３  対向電極
４ａ  Ｘ軸走行機構
４ｂ  Ｙ軸走行機構
５  電圧発生手段
６  制御装置
７  レジストタンク
１０  印加電圧データベース（ＤＢ）
１１  印加電圧算出手段
１２  塗布膜厚データベース（ＤＢ）
１３  走行指令算出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図４】
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【図６】
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