(57)【要約】【課題】基板上に、第１の塗膜とその第１の塗膜と高い密着性を有する第２の塗膜とを均一に形成することができるスリットコート式塗布方法を提供する。【解決手段】基板１の塗布面に対して、第１の液体（第１の塗布液２ａ）を第１の塗布ヘッド３０ａに設けられたスリット状のノズル開口３１ａから突出させ、第１の液体が基板に接触した状態で基板と第１の塗布ヘッドとを面方向に相対的に移動させることで第１の液体を塗布して基板上に第１の塗膜６０を形成する第１の塗布工程と、第１の塗膜が乾燥する前に、基板の塗布面に対して、第２の液体（第２の塗布液２ｂ）を第２の塗布ヘッド３０ｂに設けられたスリット状のノズル開口３１ｂから吐出させ、第２の液体が第１の塗膜に接触した状態で基板と第２の塗布ヘッドとを面方向に相対的に移動させることで第２の液体を塗布して第１の塗膜上に第２の塗膜７０を形成する第２の塗布工程とを具備する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の塗布面に対して、第１の液体を第１の塗布ヘッドに設けられたスリット状のノズル開口から突出させ、前記第１の液体が前記基板に接触した状態で前記基板と前記第１の塗布ヘッドとを面方向に相対的に移動させることで前記第１の液体を塗布して前記基板上に第１の塗膜を形成する第１の塗布工程と、前記第１の塗膜が乾燥する前に、前記基板の塗布面に対して、第２の液体を第２の塗布ヘッドに設けられたスリット状のノズル開口から吐出させ、前記第２の液体が前記第１の塗膜に接触した状態で前記基板と前記第２の塗布ヘッドとを面方向に相対的に移動させることで前記第２の液体を塗布して前記第１の塗膜上に第２の塗膜を形成する第２の塗布工程とを具備することを特徴とするスリットコート式塗布方法。
【請求項２】
前記第１の塗布工程と前記第２の塗布工程とが連続して行われることを特徴とする請求項１に記載のスリットコート式塗布方法。
【請求項３】
前記第１の塗布工程と前記第２の塗布工程とが同時期に行われることを特徴とする請求項１又は２に記載のスリットコート式塗布方法。
【請求項４】
前記第１の塗布工程は前記基板と前記第１の塗布ヘッドとを一方向に相対的に移動させて行われ、前記第２の塗布工程は前記基板と前記第２の塗布ヘッドとを他方向に相対的に移動させて行われることを特徴とする請求項１又は２に記載のスリットコート式塗布方法。
【請求項５】
前記第１の液体と前記第２の液体とが同一の液体であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のスリットコート式塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スリット状のノズルの先端から液体を吐出して基板などの表面にその液体を均一に塗布するスリットコート式塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハやガラス基板等の基板にレジスト材料や絶縁材料などの液体を塗布する塗布装置として、ノズルの先端から毛細管現象により液体を流出させて、基板の表面に液体を塗布するスリットコート式塗布装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、このスリットコート式塗布装置を用いて、たとえば第１の塗布液からなる第１の塗膜が形成された基板の所定の領域に、第２の塗布液からなる第２の塗膜を形成するには、まずこのスリットコート式塗布装置を用いて基板に第１の塗膜を形成した後、再度その基板の所定の領域に形成された第１の塗膜上に第２の塗膜を形成するという方法を用いていた。なお、この場合には、第１の塗布液と第２の塗布液とは種類が異なるので、第１の塗布液と第２の塗布液とを交換する際にスリットコート式塗布装置を洗浄する必要があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３４３９０８号広報（第２〜４頁、第１〜２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような第１の塗膜上に第２の塗膜を形成する方法では、第２の塗膜を形成する前に第１の塗膜が乾燥し、第２の塗布液に対する第１の塗膜の濡れ性が低下してしまっていた。その結果、基板上に形成された第１の塗膜と第２の塗膜との密着性が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
この問題に対して、列状に配置した２台のスリットコート式装置を用いて基板上に第１の塗膜及び第２の塗膜を連続形成する方法も考えられるが、１台目のスリットコート式塗布装置で第１の塗膜を形成してから２台目のスリットコート式塗布装置で第２の塗膜を形成するまでにある程度の時間がかかるため、このような方法ではこの問題を解決することはできない。また、このような方法を用いると、基板は、１台目のスリットコート式塗布装置で処理された後２台目のスリットコート式塗布装置まで搬送され、さらに２台目のスリットコート式塗布装置で処理されることになるので、その搬送距離が長くなる。その結果、その搬送過程において、第１の塗膜の表面に不純物などが付着して汚染されてしまうおそれがあるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑み、基板上に、第１の塗膜とその第１の塗膜と高い密着性を有する第２の塗膜とを均一に形成することができるスリットコート式塗布方法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】
本発明の態様は、基板の塗布面に対して、第１の液体を第１の塗布ヘッドに設けられたスリット状のノズル開口から突出させ、前記第１の液体が前記基板に接触した状態で前記基板と前記第１の塗布ヘッドとを面方向に相対的に移動させることで前記第１の液体を塗布して前記基板上に第１の塗膜を形成する第１の塗布工程と、前記第１の塗膜が乾燥する前に、前記基板の塗布面に対して、第２の液体を第２の塗布ヘッドに設けられたスリット状のノズル開口から吐出させ、前記第２の液体が前記第１の塗膜に接触した状態で前記基板と前記第２の塗布ヘッドとを面方向に相対的に移動させることで前記第２の液体を塗布して前記第１の塗膜上に第２の塗膜を形成する第２の塗布工程とを具備することを特徴とするスリットコート式塗布方法にある。
【０００９】
かかる態様では、第１の塗膜が乾燥する前に第１の塗膜上に第２の塗膜を形成することができるので、基板上に、第１の塗膜とその第１の塗膜と高い密着性を有する第２の塗膜とをそれぞれ均一に形成することができる。
【００１０】
なお、「第１の塗膜が乾燥する」とは、第２の液体に対する第１の塗膜の濡れ性に影響を与えるほど第１の塗膜が乾燥した状態をいい、第１の塗膜が乾燥する前とは、そのような状態になる前の状態をいう。
【００１１】
ここで、前記第１の塗布工程と前記第２の塗布工程とが連続して行われることが好ましい。これによれば、第１の塗膜が乾燥する前に第１の塗膜上に第２の塗膜を容易に形成することができるので、基板上に、第１の塗膜とその第１の塗膜と高い密着性を有する第２の塗膜とを容易かつそれぞれ均一に形成することができる。
【００１２】
また、前記第１の塗布工程と前記第２の塗布工程とが同時期に行われることが好ましい。これによれば、第１の塗膜が乾燥する前に、第１の塗膜上に第２の塗膜を常に形成することができるので、基板上に、第１の塗膜とその第１の塗膜と高い密着性を有する第２の塗膜とを常に形成することができる。
【００１３】
また、前記第１の塗布工程は前記基板と前記第１の塗布ヘッドとを一方向に相対的に移動させて行われ、前記第２の塗布工程は前記基板と前記第２の塗布ヘッドとを他方向に相対的に移動させて行われることが好ましい。これによれば、基板が一往復する際に第１の塗膜及び第２の塗膜をそれぞれ形成することができるので、効率的に基板上に第１の塗膜及び第２の塗膜をそれぞれ形成することができる。
【００１４】
また、前記第１の液体と前記第２の液体とが同一の液体であることが好ましい。これによれば、基板上に、界面がなく、かつより厚みのある塗膜を均一に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係るスリットコート式塗布方法に用いるスリットコート式塗布装置の概略構成を示す斜視図であり、図２はスリットコート式塗布装置の要部断面図である。同図に示すように、スリットコート式塗布装置１０は、シリコンウェハ、半導体基板等の基板１が下方に保持される保持テーブル２０と、保持テーブル２０の基板１側に設けられる第１の塗布ヘッド３０ａ及び第２の塗布ヘッド３０ｂとを具備している。
【００１６】
保持テーブル２０は図示しない駆動モータ等のテーブル駆動手段によって基板１の面方向に沿って直線移動自在に支持されており、第１の塗布ヘッド３０ａ及び第２の塗布ヘッド３０ｂに対して基板１を所定の移動速度で移動させることができるようになっている。この保持テーブル２０による基板１の保持方法は、特に限定されず、例えば、真空ポンプ等の吸引による方法が挙げられる。
【００１７】
第１の塗布ヘッド３０ａは、鉛直方向上側に向かって開口し、液体供給管５０ａを介して液体貯留部４０ａから供給された第１の塗布液２ａを流出するスリット状のノズル開口３１ａと、このノズル開口３１ａに連通する液体流路３２ａとを有している。また、第１の塗布ヘッド３０ａは、図示しない装置本体に鉛直方向に移動自在に保持されており、第１の塗布ヘッド３０ａの先端と基板１の表面との間隔が、例えば、第１の塗布液２ａの動粘度、第１の塗布液２ａの基板１に対する濡れ性、基板１に塗布する第１の塗布液２ａの厚さ等を考慮して適宜調整される。すなわち、これらをパラメータとして、図示しない制御部により第１の塗布ヘッド３０ａの先端と基板１の表面との間隔が調整される。
【００１８】
そして、第１の塗布ヘッド３０ａの側方には、所定の距離Ｄを隔てて第２の塗布ヘッド３０ｂが配置されている。ここで、所定の距離Ｄは、第１の塗布ヘッド３０ａにより形成された第１の塗膜６０が乾燥する前に、第２の塗布ヘッド３０ｂにより第１の塗膜６０上に第２の塗布液２ｂを塗布することができるような距離であればよい。したがって、距離Ｄは、第１の塗布液２ａ、第２の塗布液２ｂ及び保持テーブル２０の移動速度によって異なることになる。なお、「第１の塗膜６０が乾燥する」とは、第２の塗布液２ｂに対する第１の塗膜６０の濡れ性に影響を与えるほど第１の塗膜６０が乾燥した状態をいい、第１の塗膜６０が乾燥する前とは、そのような状態になる前の状態をいう。
【００１９】
第２の塗布ヘッド３０ｂは、第１の塗布ヘッド３０ａと同様に、鉛直方向上側に向かって開口し、液体供給管５０ｂを介して液体貯留部４０ｂから供給された第２の塗布液２ｂを流出するスリット状のノズル開口３１ｂと、このノズル開口３１ｂに連通する液体流路３２ｂとを有している。また、塗布ヘッド３０ｂは、第１の塗布ヘッド３０ａとは独立して、図示しない装置本体に鉛直方向に移動自在に保持されており、第１の塗布ヘッド３０ａと同様に、第２の塗布ヘッド３０ｂの先端と基板１の表面との間隔が、適宜調整されるようになっている。なお、第２の塗布ヘッド３０ｂは、第１の塗布ヘッド３０ａとは独立して制御される。
【００２０】
液体貯留部４０ａ，４０ｂは、底面の中央部に開口部がそれぞれ設けられた貯留タンクからなっており、その内部に第１の塗布液２ａ又は第２の塗布液２ｂが貯留されている。
【００２１】
そして、このように構成されるスリットコート式塗布装置１０では、液体貯留部４０ａから液体供給管５０ａを介して第１の塗布ヘッド３０ａに第１の塗布液２ａが供給され、液体流路３２ａ内の第１の塗布液２ａが毛細管現象によってノズル開口３１ａの先端まで上昇する。これにより、スリット状のノズル開口３１ａには、第１の塗布液２ａが全体に均一に充填されるようになっている。また、同様にして、スリット状のノズル開口３１ｂには、第２の塗布液２ｂが全体に均一に充填されるようになっている。
【００２２】
そして、それらのノズル開口３１ａ，３１ｂに第１の塗布液２ａ又は第２の塗布液２ｂが充填された状態から、まず第１の塗布ヘッド３０ａを上昇させてノズル開口３１ａから突出した第１の塗布液２ａを基板１の表面に接触させ、この状態で、保持テーブル２０と第１の塗布ヘッド３０ａとを基板１の面方向において相対的に移動させる。例えば、本実施形態では、第１の塗布ヘッド３０ａを固定して保持テーブル２０を基板１の面方向Ａに直線移動させることで、第１の塗布ヘッド３０ａと保持テーブル２０とを相対的に移動させている。これにより、ノズル開口３１ａから第１の塗布液２ａが連続的に流出し、基板１の表面に第１の塗布液２ａが均一な厚さで塗布される。その結果、基板１の表面に均一な厚さの第１の塗膜６０が形成される（第１の塗布工程）。
【００２３】
次に、第１の塗布ヘッド３０ｂを上昇させてノズル開口３１ｂから突出した第２の塗布液２ｂを基板１の表面上に形成された第１の塗膜６０に接触させる。これにより、ノズル開口３１ｂから第２の塗布液２ｂが連続的に流出し、第１の塗膜６０の表面に第２の塗布液２ｂが均一な厚さで塗布される。その結果、第１の塗膜６０の表面に均一な厚さの第２の塗膜７０が形成される（第２の塗布工程）。すなわち、基板１の表面にそれぞれ均一な厚さの第１の塗膜６０及び第２の塗膜７０が順次連続して同時期に形成されることになる。
【００２４】
ここで、基板１の表面に第１の塗膜６０を形成した後、しばらくして第１の塗膜６０上に第２の塗布液２ｂを塗布して第２の塗膜７０を形成するようなスリットコート式塗布方法を用いると、第２の塗布液２ｂが塗布される前に第１の塗膜６０が乾燥して、第２の塗布液２ｂに対する第１の塗膜６０の濡れ性が低下することになる。その結果、基板１上に形成された第１の塗膜６０と第２の塗膜７０との密着性が低下することになる。
【００２５】
また、この方法では、基板１の表面に第１の塗膜６０を形成した後、基板１がしばらく放置されることになるので、その間に第１の塗膜６０の表面に不純物などが付着して汚染されてしまう可能性がある。
【００２６】
一方、本実施形態では、基板１の表面に第１の塗布液２ａを塗布して第１の塗膜６０を形成しつつ、連続してその第１の塗膜６０上に第２の塗布液２ｂを塗布して第２の塗膜７０を形成している。すなわち、第１の塗膜６０が乾燥する前に第２の塗布液２ｂを塗布して第１の塗膜６０上に第２の塗膜７０を形成している。その結果、第２の塗布液２ｂに対する第１の塗膜６０の濡れ性が低下する前に第２の塗布液２ｂを塗布することができるので、上述した方法と比較して、基板１上に形成された第１の塗膜６０と第２の塗膜７０との密着性が向上することになる。
【００２７】
また、本実施形態では、基板１上に第１の塗膜６０と第２の塗膜７０とを連続して形成しているので、上述したように、第１の塗膜６０の表面に不純物などが付着して基板１が汚染されてしまうということはない。
【００２８】
以上、説明したように、本実施形態に係るスリットコート式塗布方法によれば、第１の塗膜６０が乾燥する前に第１の塗膜６０上に第２の塗膜７０を形成することができるので、基板１上に、第１の塗膜６０とその第１の塗膜６０と高い密着性を有する第２の塗膜７０とをそれぞれ均一に形成することができる。
【００２９】
（他の実施態様）
上述した実施形態では、第１の塗布液２ａと、第１の塗布液２ａとは異なる第２の塗布液２ｂとを用いて、本発明を説明したが、第１の塗布液２ａと第２の塗布液２ｂとが同一の塗布液であってもよいのはいうまでもない。この場合には、基板１の表面に形成した塗膜とその塗膜上に同じ塗布液を用いて形成した塗膜との間に、界面がなく、かつより厚みのある塗膜をそれぞれ均一に形成することができる。
【００３０】
また、上述した実施形態では、基板１の表面の全面に亘って第１の塗膜６０と第２の塗膜７０とを形成する場合について説明したが、図３に示すように、第１の塗膜が形成された基板の所定の領域にのみ第２の塗膜７０を形成するようにしてもよい。ここで、図３（ａ）は他の実施形態に係る第１の塗膜６０及び第２の塗膜７０が形成された基板１Ａの概略上面図であり、図３（ｂ）はその概略側面図である。なお、この場合には、図示しない制御部が、所定のタイミングで第２の塗布ヘッド３０ｂを上昇させ又は下降させるように制御しなければならないのはいうまでもない。
【００３１】
さらに、第１の塗布液２ａ及び第２の塗布液２ｂとして同一の塗布液を用いて、図３に示したもののように、基板１の表面の所定の領域にのみ厚さが異なる塗膜を形成するようにしてもよい。この場合には、基板１の表面の所定の領域にのみ、界面がなく、かつ他の領域に形成した膜厚よりも厚みのある塗膜を均一に形成することができる。
【００３２】
また、上述した実施形態では、保持テーブル２０の下面に基板１が保持されると共に、その保持テーブル２０の下方に第１の塗布ヘッド３０ａ及び第２の塗布ヘッド３０ｂが配置された構成のスリットコート式塗布装置を用いて本発明のスリットコート式塗布方法を説明したが、保持テーブルの上面に基板が保持されると共に、その保持テーブルの上方に第１の塗布ヘッド及び第２の塗布ヘッドが配置された構成のスリットコート式塗布装置を用いて本発明のスリットコート式塗布方法を行ってもよいのはいうまでもない。
【００３３】
さらに、上述した実施形態では、第１の塗布ヘッド３０ａ及び第２の塗布ヘッド３０ｂをそれぞれ固定して保持テーブル２０を基板１の面方向Ａに直線移動させることで、基板１上に第１の塗膜６０及び第２の塗膜７０を同時期に連続して形成したが、第１の塗膜６０が乾燥する前に第２の塗膜７０を形成することができるのであれば以下に示すようにしてもよい。まず、第１の塗布ヘッド３０ａ固定して保持テーブル２０を基板１の面方向Ａに直線移動させることで第１の塗膜６０を形成し、その後第２の塗布ヘッド３０ｂを固定して保持テーブル２０を基板１の面方向Ａの逆方向に直線移動させることで第２の塗膜７０を形成するようにしてもよい。このようにすることによって、基板１が一往復する際に第１の塗膜６０及び第２の塗膜７０をそれぞれ形成することができるので、効率的に基板１上に第１の塗膜６０及び第２の塗膜７０をそれぞれ形成することができる。
【００３４】
また、上述した実施形態では、第１の塗膜６０及び第２の塗膜７０を同時期に連続して形成するようにしたが、第１の塗膜６０が乾燥する前に第２の塗膜７０を形成することができるのであれば、第１の塗膜６０及び第２の塗膜７０を連続して形成しなくてもよく、また第１の塗膜６０及び第２の塗膜７０を同時期に形成しなくてもよい。
【００３５】
さらに、上述した実施形態では、第１の塗布ヘッド３０ａと第２の塗布ヘッド３０ｂとを用いて基板１上に第１の塗膜６０及び第２の塗膜７０の二層の塗膜を形成したが、さらに第３の塗布ヘッドを用いて三層の塗膜を形成してもよいし、さらに多くの塗布ヘッドを用いてより多層の塗膜を形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施形態１に係るスリットコート式塗布装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】実施形態１に係るスリットコート式塗布装置の要部断面図。
【図３】他の実施形態に係る第１の塗膜及び第２の塗膜が形成された基板の概略図。
【符号の説明】
【００３７】
１，１Ａ  基板、  ２ａ，２ｂ  塗布液、  １０  スリットコート式塗布装置、  ２０  保持テーブル、  ３０ａ  第１の塗布ヘッド、  ３０ｂ  第２の塗布ヘッド、  ３１ａ，３１ｂ  ノズル開口、  ３２ａ，３２ｂ  液体流路、  ４０ａ，４０ｂ  液体貯留部、  ５０ａ，５０ｂ  液体供給管、  ６０  第１の塗膜、  ７０  第２の塗膜
【図１】
2009039624.tif 000003
【図２】
2009039624.tif 000004
【図３】
2009039624.tif 000005