(57)【要約】 【課題】  基板の表面に液膜材料をむらなく塗布することができる基板に対する液膜材料の塗布方法を提供する。【解決手段】  基板１１の直径よりも長く、液膜材料１７を線状に吐出するノズル孔が形成されるノズル１３を、保持部材１２に保持される基板１１の上方であって、ノズル１３を基板１１の表面上に投影するとき、基板１１の回転中心を通って基板１１の直径方向に延び、両端部２６ａ，２６ｂが基板１１の外周縁よりも外側に位置するように配置し、基板１１を回転させながらノズル１３から吐出される液膜材料１７を基板１１の表面に滴下して塗布する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の基板の表面に液膜材料をノズルから滴下して塗布する塗布方法において、
保持部材によって基板を回転自在に保持するステップと、
液膜材料を線状または膜状に吐出することのできるノズル孔が形成されるノズルであって、基板の直径または半径よりも長さが長いノズルを、保持部材に保持される基板の上方に配置し、ノズル孔から吐出される液膜材料を基板の表面に滴下して塗布するステップとを含むことを特徴とする基板に対する液膜材料の塗布方法。
【請求項２】
基板の上方に配置されるノズルを基板の表面上に投影するとき、
ノズルは、
基板の回転中心を通って基板の直径または半径方向に延び、少なくともノズルの一方の端部が基板の外周縁よりも外側に位置するように配置されることを特徴とする請求項１記載の基板に対する液膜材料の塗布方法。
【請求項３】
液膜材料を基板の表面に滴下して塗布するステップは、
回転速度：５０〜１０００ｒｐｍで基板を回転させている状態で液膜材料を滴下するステップと、
液膜材料が基板の表面全体に滴下されたことを判定する判定ステップと、
液膜材料が基板の表面全体に滴下されたことの判定結果に応じて、基板の表面に対する液膜材料の滴下を停止する滴下停止ステップとを含むことを特徴とする請求項１または２記載の基板に対する液膜材料の塗布方法。
【請求項４】
液膜材料を基板の表面に滴下して塗布するステップは、
第１の回転速度：５０〜１０００ｒｐｍで基板を回転させている状態で液膜材料を滴下するステップと、
第１の回転速度よりも速い第２の回転速度：１０００〜３０００ｒｐｍで基板を回転させている状態で液膜材料を滴下するステップと、
液膜材料が基板の表面全体に滴下されたことを判定する判定ステップと、
液膜材料が基板の表面全体に滴下されたことの判定結果に応じて、基板の表面に対する液膜材料の滴下を停止する滴下停止ステップとを含むことを特徴とする請求項１または２記載の基板に対する液膜材料の塗布方法。
【請求項５】
液膜材料を基板の表面に滴下して塗布するステップは、
滴下停止ステップの後に、
判定ステップ時における基板の回転速度で、基板の回転を１秒以上５秒以下の間持続させる持続回転ステップと、
持続回転ステップの後、回転速度：２０００〜７０００ｒｐｍで基板を回転させる高速回転ステップとをさらに含むことを特徴とする請求項３または４記載の基板に対する液膜材料の塗布方法。
【請求項６】
基板が半導体ウエハであり、液膜材料がレジストであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の基板に対する液膜材料の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対する液膜材料の塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の表面に薄膜を形成するために液膜材料を塗布する方法としては、たとえば印刷、ロール塗布、スピン（回転）塗布などが用いられている。特に、基板の代表的なものである半導体ウエハに対する薄膜形成、たとえばレジスト塗布、保護膜塗布、現像液塗布などには、スピン塗布が多用されている。
【０００３】
図１０は、基板に対する液膜材料のスピン塗布方法の従来例を説明する図である。従来のスピン塗布方法は、保持部材１によって円板状の基板２を回転自在に保持し、保持部材１に保持される基板２の一方の表面２ａにおける回転中心付近に、液膜材料３をノズル４から点状に滴下し、その後保持部材１によって基板２を矢符５方向に低速回転または中速回転させて液膜材料３を基板２の表面２ａ上に広げる。その後、さらに基板２を高速回転させることによって、余剰の液膜材料３を遠心力で除去調整し、液膜材料３による所定厚さの薄膜３ａを形成する。
【０００４】
図１０に示すようなスピン塗布方法では、基板の表面に滴下した液膜材料のごく一部しか薄膜形成に利用されず、液膜材料の利用効率が低いという問題がある。
【０００５】
このような問題を解決する従来技術として、液膜材料を吐出するノズルを複数またはインクジェットヘッドを複数設け、各ノズルまたはインクジェットヘッドの液膜材料の吐出動作を独立に制御することによって、基板の表面に液膜材料を最適パターンで付着させ、液膜材料が付着された基板を所要の回転速度で回転させることが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１の方法によれば、液膜材料の有効利用率が改善されるけれども、従来のスピン塗布方法には、特許文献１に開示される技術では解決することができない以下のような問題がある。
【０００７】
従来のスピン塗布方法では、円板状の基板の直径が大きくなると、基板がたとえば半導体ウエハであるとき、半導体ウエハのパターンまたはスクライブライン等による凹凸、また半導体ウエハの表面に形成された膜質の変化により液膜材料がはじかれたり、液膜材料の不足により半導体ウエハ上に塗布されない部分が発生してしまうという問題がある。
【０００８】
このような問題に対処する従来技術の１つとして、液膜材料を線状またはカーテン状に吐出させて液体流を形成させるとともに、その液体流を外側から囲う気体流を形成することによって、吐出される液膜材料を層流状に保ち、基板表面上の所望の部位に液膜材料を滴下させるノズルが提案されている（特許文献２参照）。
【０００９】
特許文献２のノズルによれば、ノズルから吐出される液膜材料を基板表面の狙い位置へ滴下させることができるけれども、基板側に上記のような凹凸または膜質の変化がある場合、凹凸または膜質の変化のある部位にまで充分に薄膜を形成することができない。
【００１０】
したがって、大きな直径の基板に対するスピン塗布に際して、基板の表面全体に均一に薄膜を形成するために、液膜材料を数回に分けて滴下したり、液膜材料の滴下量を増やしたり、基板上に液膜材料ができるだけ広がるまで静止状態にするなどの方法、また、液膜材料を滴下している途中で基板を低速回転させることによって、基板の表面に液膜材料を遠心力で広げるなどの方法がとられている。
【００１１】
このような方法がとられてもなお、基板たとえば半導体ウエハのパターンなどによる凹凸がある場合、また半導体ウエハ表面の膜質が液膜材料となじみにくい場合、基板表面における液膜材料の流れが均一にならず、基板の表面上に液膜材料が塗布されない部分が発生するという問題が残る。
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−３２７９１２号公報
【特許文献２】特開平１０−１７４９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、基板の表面に液膜材料をむらなく塗布することができる基板に対する液膜材料の塗布方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、円板状の基板の表面に液膜材料をノズルから滴下して塗布する塗布方法において、
保持部材によって基板を回転自在に保持するステップと、
液膜材料を線状または膜状に吐出することのできるノズル孔が形成されるノズルであって、基板の直径または半径よりも長さが長いノズルを、保持部材に保持される基板の上方に配置し、ノズル孔から吐出される液膜材料を基板の表面に滴下して塗布するステップとを含むことを特徴とする基板に対する液膜材料の塗布方法である。
【００１５】
また本発明は、基板の上方に配置されるノズルを基板の表面上に投影するとき、
ノズルは、
基板の回転中心を通って基板の直径または半径方向に延び、少なくともノズルの一方の端部が基板の外周縁よりも外側に位置するように配置されることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、液膜材料を基板の表面に滴下して塗布するステップは、
回転速度：５０〜１０００ｒｐｍで基板を回転させている状態で液膜材料を滴下するステップと、
液膜材料が基板の表面全体に滴下されたことを判定する判定ステップと、
液膜材料が基板の表面全体に滴下されたことの判定結果に応じて、基板の表面に対する液膜材料の滴下を停止する滴下停止ステップとを含むことを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、液膜材料を基板の表面に滴下して塗布するステップは、
第１の回転速度：５０〜１０００ｒｐｍで基板を回転させている状態で液膜材料を滴下するステップと、
第１の回転速度よりも速い第２の回転速度：１０００〜３０００ｒｐｍで基板を回転させている状態で液膜材料を滴下するステップと、
液膜材料が基板の表面全体に滴下されたことを判定する判定ステップと、
液膜材料が基板の表面全体に滴下されたことの判定結果に応じて、基板の表面に対する液膜材料の滴下を停止する滴下停止ステップとを含むことを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、液膜材料を基板の表面に滴下して塗布するステップは、
滴下停止ステップの後に、
判定ステップ時における基板の回転速度で、基板の回転を１秒以上５秒以下の間持続させる持続回転ステップと、
持続回転ステップの後、回転速度：２０００〜７０００ｒｐｍで基板を回転させる高速回転ステップとをさらに含むことを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、基板が半導体ウエハであり、液膜材料がレジストであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、円板状の基板の表面に液膜材料をノズルから滴下して塗布するに際し、保持部材によって基板を回転自在に保持し、液膜材料を線状または膜状に吐出することのできるノズル孔が形成されるノズルであって、基板の直径または半径よりも長さが長いノズルを、保持部材に保持される基板の上方に配置し、ノズル孔から吐出される液膜材料を基板の表面に滴下して塗布する。このことによって、基板表面の凹凸および膜質に関わらず、塗布むらを生じることなく基板表面全体に液膜材料を塗布することが可能になり、塗布むらに起因する基板の特性不良の発生を防止し、基板の再処理を減少させることができる。
【００２１】
また本発明によれば、基板の上方に配置されるノズルを基板の表面上に投影するとき、ノズルは、基板の回転中心を通って基板の直径または半径方向に延び、少なくともノズルの一方の端部が基板の外周縁よりも外側に位置するように配置される。このことによって、基板をたとえば低速で回転させながら、ノズルから液膜材料を滴下するとき、基板の表面の全面に液膜材料を行きわたらせることができるので、基板表面に凹凸がある場合、また液膜材料となじみにくい膜質の場合であっても、塗布むらを生じることなく液膜材料を塗布できる。
【００２２】
また本発明によれば、基板を低速で回転させながら液膜材料を滴下することによって、基板表面全体に液膜材料を行きわたらせて塗布することが可能になる。
【００２３】
また本発明によれば、基板を低速で回転させながら液膜材料を滴下するとともに、滴下の途中で基板を中速回転させながら液膜材料を滴下するという、２段階の回転速度で基板を回転させながら液膜材料を基板表面に対して滴下することによって、基板表面全体に液膜材料を確実に行きわたらせて塗布することが可能になる。
【００２４】
また本発明によれば、液膜材料を基板の表面に滴下して塗布するステップは、滴下停止ステップの後に、判定ステップ時における基板の回転速度で、基板の回転を１秒以上５秒以下の間持続させる持続回転ステップと、持続回転ステップの後、回転速度：２０００〜７０００ｒｐｍで基板を回転させる高速回転ステップとをさらに含むので、基板表面上に液膜材料で形成される薄膜の厚さを一層精度高く調整することができる。
【００２５】
また本発明によれば、半導体ウエハの表面に、塗布むらを生じることなくレジストを塗布することができる塗布方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は本発明の基板に対する液膜材料の塗布方法に好適に用いられる塗布装置１０の構成を簡略化して示す側面図であり、図２は図１に示す塗布装置１０の部分平面図である。
【００２７】
塗布装置１０は、基板１１を回転自在に保持する保持部材１２と、基板１１の表面に向けて液膜材料１７を吐出して滴下するノズル１３と、ノズル１３に液膜材料１７を供給する液膜材料供給手段１４と、基板１１の表面に対する液膜材料１７の滴下状態を検知する検知手段１５と、液膜材料供給手段１４および保持部材１２の動作を制御する制御手段１６とを含んで構成される。この塗布装置１０は、基板１１の表面に液膜材料１７を滴下して塗布することに用いられる。
【００２８】
基板１１は、円板状の形状を有する。液膜材料により薄膜が形成される基板１１としては、半導体ウエハ、ガラス基板などが挙げられる。また、基板１１の表面に薄膜を形成する材料である液膜材料１７としては、現像液、レジストなどが挙げられる。本実施形態では、基板１１に半導体ウエハ１１、液膜材料１７にレジスト１７をとりあげ、半導体ウエハ１１にレジスト１７を滴下して塗布する場合について例示する。
【００２９】
半導体ウエハ１１が保持される保持部材１２は、半導体ウエハ１１が載置されるとともに吸引保持されるステージ２１と、ステージ２１を矢符２３方向に回転駆動させる回転駆動部２２とを含んで構成される。ステージ２１には、半導体ウエハ１１が載置される面に開口する孔が複数形成され、孔には不図示の配管が接続され、またその配管が不図示の真空吸引装置に接続される。したがって、ステージ２１上に半導体ウエハ１１が載置された状態で、真空吸引装置を動作させることによって、半導体ウエハ１１を吸引保持することができる。回転駆動部２２には電動機が備えられ、電動機の回転駆動力がステージ２１に伝達されて、ステージ２１が半導体ウエハ１１を保持した状態で矢符２３方向に回転することができる。
【００３０】
図３は、ノズル１３を半導体ウエハ１１のレジスト１７が塗布される面側から見た図である。本実施形態のノズル１３は、液膜材料であるレジスト１７を線状に吐出することのできる略円形のノズル孔２５が複数個形成され、半導体ウエハ１１の直径ｄよりも長さが長くなるように構成される。
【００３１】
ノズル１３は、複数のノズル孔２５が長手方向に１列に並んで形成される直管部２６と、直管部２６の長手方向のほぼ中央部に接続されるＬ管部２７とを含んで構成される。直管部２６は、たとえばステンレス鋼の管で形成され、長手方向の両端部が塞がれ、半導体ウエハ１１の表面側に臨む面にのみ開口すなわちノズル孔２５が形成される。ノズル１３では、この直管部２６の長さＬが、半導体ウエハ１１の直径ｄよりも長くなるように構成される。
【００３２】
Ｌ管部２７もたとえばステンレス鋼の管で形成され、一方の端部２７ａが直管部２６の長手方向のほぼ中央部に接続され、他端部２７ｂが液膜材料供給手段１４であるレジスト供給手段１４に連なる配管に接続される。したがって、レジスト供給手段１４から供給されるレジスト１７は、Ｌ管部２７を通り、さらに直管部２６を通ってノズル孔２５から吐出され、半導体ウエハ１１の表面に対して各ノズル孔２５から線状に滴下される。
【００３３】
レジスト供給手段１４は、レジストを貯留する貯留槽と、貯留槽に貯留されるレジストをＬ管部２７へ通じる配管へと供給する、たとえば送給ポンプなどとを含んで構成される。送給ポンプによるレジスト１７の送給動作、すなわちノズル１３による半導体ウエハ１１に対するレジスト１７の滴下動作は、制御手段１６によって制御される。
【００３４】
ノズル１３は、保持部材１２に保持される半導体ウエハ１１の上方に、直管部２６が半導体ウエハ１１の表面とほぼ平行になるようにして配置される。さらに、半導体ウエハ１１の上方に配置されるノズル１３を半導体ウエハ１１の表面上に投影するとき、ノズル１３は、半導体ウエハ１１の回転中心を通って半導体ウエハ１１の直径方向に延び、ノズル１３の両端部２６ａ，２６ｂが半導体ウエハ１１の外周縁よりも外側に位置するように配置される。
【００３５】
検知手段１５は、たとえば反射式の屈折率測定器によって実現される。検知手段１５である屈折率測定器は、半導体ウエハ１１の周辺付近上部に設けられ、半導体ウエハ１１の表面上にレジスト１７が広がってきたときの屈折率の変化を読取り検知する。検知手段１５による屈折率変化の検知結果は、制御手段１６に与えられる。
【００３６】
検知手段１５は、上記の屈折率測定器に限定されるものではなく、赤外光のセンサであってもよい。上記と同じ位置に赤外光センサを設け、半導体ウエハ１１の表面上にレジスト１７が広がったときの赤外光の透過量変化を検知するようにしてもよい。
【００３７】
レジスト１７が半導体ウエハ１１の表面全体に滴下されたことの判定を、特にセンサを設けることなく、さらに簡易的に行うようにしてもよい。たとえば、半導体ウエハ１１を所定の設定回転数で回転させてレジスト１７の滴下を行い、レジスト１７が半導体ウエハ１１の全面に広がりきる時間を予め試験して確認しておき、その時間＋αの時間を全面滴下の判定基準時間とする。このような場合、滴下開始からの経過時間を計数するクロック部（たとえば制御手段１６に備えられる）が検知手段１５として機能する。なお、＋αの時間としては、たとえば０．５〜２秒程度が挙げられる。
【００３８】
制御手段１６は、中央処理装置（ＣＰＵ）を備えるたとえばマイクロコンピュータなどによって実現される処理回路である。制御手段１６には、記憶手段であるメモリ２８が付設される。メモリ２８としては、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）またはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）など公知のものを用いることができる。メモリ２８には、塗布装置１０が、半導体ウエハ１１にレジスト１７を滴下し塗布するための動作を制御するプログラム、各部の動作条件、またレジスト１７が半導体ウエハ１１の全面に塗布されたか否かを判定する基準が予め格納される。
【００３９】
図４は、本発明の実施態様である半導体ウエハ１１に対するレジスト１７の塗布方法を説明するフローチャートである。以下、図４を参照して半導体ウエハ１１に対するレジスト１７の塗布方法を説明する。なお、図４中では、半導体ウエハ１１を単にウエハと略記する。
【００４０】
スタートでは、塗布装置１０の電源がオンにされて動作可能な状態にある。ステップｓ１では、半導体ウエハ１１をステージ２１上に載置し、保持部材１２によって回転可能な状態に保持する。ステップｓ２では、ノズル１３を半導体ウエハ１１の上方であって、半導体ウエハ１１の回転中心を通って半導体ウエハ１１の直径方向に延び、ノズル１３の両端部２６ａ，２６ｂが半導体ウエハ１１の外周縁よりも外側に位置するように配置する。
【００４１】
ステップｓ３では、ステージ２１を回転駆動部２２で回転させることによって、ステージ２１上の半導体ウエハ１１を第１の回転速度である低速で回転させる。半導体ウエハ１１は、上記のようにステージ２１を回転させることによってステージ２１とともに回転するものであり、直接回転されるものではないけれども、ここでは半導体ウエハ１１を回転させると簡略に表記する。このステップｓ３において低速と呼ぶ回転速度としては、５０ｒｐｍ以上、１０００ｒｐｍ以下が選択される。回転速度の設定は、メモリ２８から読出す回転速度に関する設定条件データに基き、制御手段１６が、回転駆動部２２の動作を制御することによって行われる。
【００４２】
半導体ウエハ１１の大きさ（直径）および表面性状によって、低速回転速度の適正範囲が適宜選択されることが好ましいけれども、５０〜１０００ｒｐｍの範囲内で選定することによって、次ステップで滴下されるレジストを、半導体ウエハ１１の表面に広げて確実に行きわたらせることができる。
【００４３】
ステップｓ４では、ノズル１３から半導体ウエハ１１に対してレジスト１７を線状に滴下する。低速回転速度で半導体ウエハ１１を回転しながらレジスト１７を滴下するこのステップｓ４の継続時間は、特に限定されるものではないけれども、概ね１〜５秒の範囲内で選定される。このような時間設定は、制御手段１６がメモリ２８内に予め格納される動作条件を読出し、該条件に従って回転駆動部２２を動作制御することによって実現できる。
【００４４】
ステップｓ５では、レジスト１７の滴下を継続しながら半導体ウエハ１１を、第２の回転速度である中速回転速度で回転させる。このステップｓ５において中速と呼ぶ回転速度としては、１０００ｒｐｍ以上、３０００ｒｐｍ以下が選択されるが、少なくともステップｓ３の第１の回転速度である低速回転速度よりも速い回転速度が選定される。中速回転速度も、半導体ウエハ１１の直径に応じて適正範囲が適宜選択されることが好ましいけれども、１０００〜３０００ｒｐｍの範囲内で選定することによって、半導体ウエハ１１に滴下されるレジスト１７を、遠心力で半導体ウエハ１１上から振り切ってしまうことなく、半導体ウエハ１１の上にレジスト１７を行きわたらせて、ある程度の厚みを有するレジスト１７の膜を形成することができる。
【００４５】
ステップｓ６は判定ステップであり、レジスト１７が半導体ウエハ１１の全面に滴下されたか否かが判定される。この判定動作は、制御手段１６が行う。制御手段１６は、検知手段１５である屈折率測定器によって検知され出力される屈折率変化を、メモリ２８から読出した予め定める基準値と比較し、基準値以上であるときレジスト１７が全面に滴下されたと判定し、基準値未満であるときレジスト１７が未だ全面に滴下されていないと判定する。
【００４６】
レジスト１７が半導体ウエハ１１の全面に滴下されたときステップｓ７へ進み、レジスト１７が未だ半導体ウエハ１１の全面に滴下されていないとき、レジスト１７が全面に滴下されたと判定されるまで、ステップｓ６を繰返す。
【００４７】
ステップｓ７は滴下停止ステップであり、レジスト１７の半導体ウエハ１１に対する滴下を停止する。ステップｓ８は持続回転ステップであり、レジスト１７の滴下停止後も、半導体ウエハ１１を中速回転速度で継続して回転させるが、その回転時間は好ましい範囲が有り、好ましい範囲内で選定される所定時間を経過したか否かが判定される。ここで、所定時間とは、１秒以上５秒以下の範囲で選定される。
【００４８】
持続回転時間が１秒未満であると、プログラムの滴下終了とレジスト１７の滴下が終了するのにタイムラグがあり滴下終了せずして回転数が上がってレジスト膜厚にバラツキが発生することがあり、持続回転時間が５秒を超えると、中速回転での時間が長いため膜厚調整が行いにくくなるので、持続回転時間の適正範囲を１〜５秒とした。
【００４９】
この判定は、制御手段１６が、メモリ２８に予め格納される持続回転時間の設定条件と、滴下停止後の経過時間とを比較することによって行う。滴下停止後の経過時間は、制御手段１６に備わる時間計測部（たとえば商用交流周波数から計時するクロック部）によって計時可能である。持続回転時間が所定時間に達したときステップｓ９へ進み、持続回転時間が所定時間に達していないとき、所定時間に達するまでステップｓ８を繰返す。
【００５０】
ステップｓ９は高速回転ステップであり、半導体ウエハ１１を高速回転速度で回転させる。このステップｓ９において高速と呼ぶ回転速度としては、２０００ｒｐｍ以上、７０００ｒｐｍ以下の範囲内で選定される。高速回転速度も、半導体ウエハ１１の直径に応じて適正範囲が適宜選択されることが好ましいけれども、２０００〜７０００ｒｐｍの範囲内で選定することによって、半導体ウエハ１１に滴下されて薄膜１８を形成しているレジスト１７を、遠心力で半導体ウエハ１１上から適度に振り切って除去することができるので、半導体ウエハ１１上のレジスト１７による薄膜１８の厚さを所望の厚さに調整することができる。
【００５１】
このステップｓ９における高速回転の回転速度および高速回転を継続する時間については、半導体ウエハ１１の直径、レジスト１７の種類および粘度などの特性、半導体ウエハ１１上に形成するレジスト膜の所望厚みなどに応じ、予め試験をしてその試験結果をテーブルデータとしてメモリ２８に予め格納しておき、塗布条件に従ってメモリ２８からデータを読出すことによって、選定することができる。
【００５２】
ステップｓ１０では、半導体ウエハ１１の回転を停止してエンドへ進み、半導体ウエハ１１に対するレジスト１７の塗布を終了する。なお、続いて他の半導体ウエハにレジスト１７を塗布するときには、半導体ウエハ１１をステージ２１から取除いた後、ステップｓ１へ戻り、以降のステップを実行する。
【００５３】
この本発明の塗布方法によれば、回転させた状態の半導体ウエハ１１の全面にレジスト１７を滴下するように、ノズル１３のノズル孔２５が形成される直管部２６の長さＬを半導体ウエハ１１の直径ｄよりも長くし、ノズル１３の直管部２６が、半導体ウエハ１１の回転中心を通り、かつその両端部２６ａ，２６ｂが半導体ウエハ１１の外周縁よりも外側に位置するようにセットして、半導体ウエハ１１に対してレジスト１７を滴下する。このことによって、ノズル１３から滴下されるレジスト１７が、半導体ウエハ１１上を表面パターンの凹凸に関係なく、また膜質に依らず広がるので、半導体ウエハ１１上に滴下むらを発生することなくレジスト１７を塗布することができる。
【００５４】
図５は、本発明の塗布方法に好適に用いられる他の塗布装置に設けられるノズル３１の構成を示す図である。他の塗布装置は、ノズル３１を除いて前述の塗布装置１０と同じに構成されるので、全体構成図を省略し、ノズル３１の構成のみを示す。
【００５５】
ノズル３１において注目すべきは、液膜材料であるレジストを吐出するノズル孔３３が、円孔ではなく、ステージ２１上に保持される半導体ウエハ１１に向って開口する細長い長孔に形成されることである。したがって、レジスト供給手段１４からＬ管部２７を通って直管部３２へ供給されたレジストは、ノズル孔３３から膜状に吐出され、半導体ウエハ１１に滴下される。
【００５６】
このようなノズル３１を備える塗布装置を用いて、本発明の塗布方法を行うことによって、回転している半導体ウエハ１１の表面に対して膜状に吐出されるレジストを滴下することができるので、半導体ウエハ１１の表面における凹凸や膜質に関わらず、塗布むらを一層確実に防止することが可能になる。
【００５７】
図６は本発明の塗布方法に好適に用いられる他の塗布装置４０の構成を簡略化して示す側面図であり、図７は図６に示す塗布装置４０の平面図である。塗布装置４０は、前述の塗布装置１０に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。また液膜材料供給手段１４、検知手段１５および制御手段１６については、塗布装置１０と同一に構成されるので、図示および説明を省略する。
【００５８】
塗布装置４０において注目すべきは、ノズル４１がその側面から見た形状が略Ｕ字状になるように形成され、ノズル４１の直管部４２の長さＬ１が、半導体ウエハ１１の直径ｄよりも短く、半導体ウエハ１１の半径ｄ／２よりも長いことである。このノズル４１は、半導体ウエハ１１の上方に配置され、ノズル４１を半導体ウエハ１１の表面に投影するとき、直管部４２の一端部４２ａが半導体ウエハ１１の回転中心付近にあり、かつ半導体ウエハ１１の回転中心を通って半導体ウエハ１１の半径方向に延び、直管部４２の他端部４２ｂが半導体ウエハ１１の外周縁よりも外側に位置するように配置される。
【００５９】
このようなノズル４１を備える塗布装置４０を用いて、本発明の塗布方法を実行するとき、直管部４２の長さＬ１は半導体ウエハ１１の直径ｄよりは短いけれども、半導体ウエハ１１の半径ｄ／２よりは長く、半導体ウエハ１１が回転している状態で、ノズル４１からレジスト１７を滴下するので、前述の塗布装置１０を用いて本発明の塗布方法を行う場合と同様の効果を奏することができる。
【００６０】
図８は本発明の塗布方法に好適に用いられる他の塗布装置５０の構成を簡略化して示す側面図であり、図９は図８に示す塗布装置５０の平面図である。塗布装置５０は、前述の塗布装置４０に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。また液膜材料供給手段１４、検知手段１５および制御手段１６については、塗布装置４０と同一すなわち塗布装置１０と同一に構成されるので、図示および説明を省略する。
【００６１】
塗布装置５０において注目すべきは、ノズル５１がその側面から見た形状が階段状になるように形成され、ノズル５１のＬ管部５２の一端部５２ａが直管部４２の他端部４２ｂ付近に接続されることである。ノズル５１の直管部４２の構成および長さＬ１は、前述の塗布装置４０の場合と同一である。またノズル５１の直管部４２の半導体ウエハ１１に対する相対的な配置も、前述の塗布装置４０の場合と同一である。
【００６２】
したがって、ノズル５１を備える塗布装置５０を用いて本発明の塗布方法を実行するとき、前述の塗布装置４０を用いて本発明の塗布方法を行う場合と同様の効果を奏することができる。
【００６３】
以上に述べたように、本実施の形態では、基板が半導体ウエハであり、液膜材料がレジストであるけれども、これに限定されることなく、基板がガラス基板などであってもよく、また液膜材料が現像液、保護膜形成液などであってもよい。
【００６４】
また、液膜材料の滴下時において、低速回転と中速回転との２段階の回転を行い、液膜材料の滴下停止後、高速回転を行うけれども、これに限定されることなく、滴下停止後の高速回転を省く方法であってもよく、滴下停止後の高速回転と滴下時の中速回転とを省く方法であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の基板に対する液膜材料の塗布方法に好適に用いられる塗布装置１０の構成を簡略化して示す側面図である。
【図２】図１に示す塗布装置１０の部分平面図である。
【図３】ノズル１３を半導体ウエハ１１のレジスト１７が塗布される面側から見た図である。
【図４】本発明の実施態様である半導体ウエハ１１に対するレジスト１７の塗布方法を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の塗布方法に好適に用いられる他の塗布装置に設けられるノズル３１の構成を示す図である。
【図６】本発明の塗布方法に好適に用いられる他の塗布装置４０の構成を簡略化して示す側面図である。
【図７】図６に示す塗布装置４０の平面図である。
【図８】本発明の塗布方法に好適に用いられる他の塗布装置５０の構成を簡略化して示す側面図である。
【図９】図８に示す塗布装置５０の平面図である。
【図１０】基板に対する液膜材料のスピン塗布方法の従来例を説明する図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０，４０，５０  塗布装置
１１  基板
１２  保持部材
１３，３１，４１，５１  ノズル
１４  液膜材料供給手段
１５  検知手段
１６  制御手段
１７  液膜材料
１８  薄膜
２８  メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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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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