(57)【要約】【課題】渦巻き状の軌跡を描いて塗布するスキャン塗布法を比較的大きな基板上に適用する場合に、塗布ムラを最小限に抑えながら塗布時間を短縮する。【課題を解決するための手段】  基板を載置して回転するステージと、前記ステージ上を前記ステージの周縁部からその回転中心に向かって移動するスイングアームと、前記スイングアームの移動中に加圧気体の圧力によって前記スイングアーム上に設けられ塗布液を基板上に吐出する複数の供給ノズルとを備え、前記加圧気体の圧力を変化させながら塗布する圧力変更手段を備える。【選択図】  図２
2009166000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置して回転するステージと、前記ステージ上を移動するスイングアームと、前記スイングアームの移動中に加圧気体の圧力によって前記スイングアーム上に設けられ塗布液を基板上に吐出する複数の供給ノズルとを備え、
前記加圧気体の圧力を変化させながら塗布する圧力可変手段を備えていることを特徴とする塗布膜形成装置。
【請求項２】
前記供給ノズルの間隔が可変であって、その可変量に応じて前記加圧気体の圧力を増大又は減少させることを特徴とする請求項１記載の塗布膜形成装置。
【請求項３】
前記ステージの回転速度、前記スイングアームの移動速度の少なくとも一方又は両方を制御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗布膜形成装置。
【請求項４】
基板を載置して回転するステージと、前記ステージ上を移動するスイングアームと、前記スイングアーム上に設けられ塗布液を基板上に吐出する供給ノズルとを備えた塗布膜形成装置であって、
前記ステージ上に基板を載置する工程と、前記ステージを加速させながら回転させると共に前記回転するステージ上で前記供給ノズルを加速させながら移動させて塗布液を供給する工程と、前記塗布液供給後に前記ステージを高速回転させる工程とを備えることを特徴とする塗布膜形成装置。
【請求項５】
基板を載置して回転するステージと、前記ステージ上を移動するスイングアームと、前記スイングアーム上に設けられ塗布液を基板上に吐出する供給ノズルとを備えた塗布膜形成装置を用いた塗布膜形成方法であって、
前記ステージ上に基板を載置する工程と、前記ステージを加速させながら回転させると共に前記回転するステージ上で前記供給ノズルを加速させながら移動させて塗布液を供給する工程と、前記塗布液供給後に前記ステージを高速回転させる工程とを備えることを特徴とする塗布膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトレジストなど比較的粘性のある塗布液を基板上に均一に塗布する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板上にフォトレジストなどを塗布する方法は、塗布液を吐出するための供給ノズルの動作の仕方によっていくつかの方式に分類されるが、その一つとして、基板を回転させながら供給ノズルを基板上で移動させ、基板と供給ノズルとを相対的にスクロール運動させることによって渦巻き状の軌跡を描きながら塗布する方法が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１３２１７号公報
【特許文献２】特開２００４−０１４８８９号公報
【特許文献３】特開２００３−２７２９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
渦巻き状の軌跡を描いて塗布するスキャン塗布法に特有の問題点の一つとして、供給ノズルの吐出口の径が小さく吐出幅が狭い場合に隙間無く塗布することが難しくいわゆる「塗布ムラ」が発生し易いという点が挙げられる（特許文献１、第５６段落、図９（ｂ）等参照）。
【０００５】
しかし、単純に吐出口の径を広げるだけでは、装置使用後時間が経過すると塗布液が固化し易い。例えば、吐出口の形状を扁平状にしたりスリット状にすると使用の度ごとに固化した塗布液を除去しなければならず、メンテナンス性が低下するというデメリットがある。
【０００６】
そこで、基板をできる限り低速で回転させ、かつ供給ノズルの移動速度も遅くすることによって単位時間あたりの供給量を増やし、吐出幅を広げて、塗布ムラを最小限に抑えているのが実情である。しかし、この方法では、基板サイズが大きくなるにつれて、塗布時間が非常に長くなり、塗布が終わる前に塗り始めの塗布液が乾燥してしまうという問題が生じる。
【０００７】
基板サイズは今後一層大型化する傾向にあるため、メンテナンス性が良く、しかも塗布ムラを抑えながら塗布時間を短縮することを可能にする次世代の新規な塗布技術が求められている。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、渦巻き状の軌跡を描いて塗布するスキャン塗布法を比較的大きな基板上に適用する場合に、塗布ムラを最小限に抑えながら塗布時間を短縮する新規な塗布方法及びこれを実現するための塗布装置を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る塗布膜形成装置は、基板を載置して回転するステージと、前記ステージ上を移動するスイングアームと、前記スイングアームの移動中に加圧気体の圧力によって前記スイングアーム上に設けられ塗布液を基板上に吐出する複数の供給ノズルとを備え、
前記加圧気体の圧力を変化させながら塗布する圧力可変手段を備えていることを特徴とする。このようにすると、ステージの回転中心付近で塗布液が過剰に供給されることを防止することができる。
【００１０】
この場合、前記供給ノズルの間隔が可変であって、その可変量に応じて前記加圧気体の圧力を増大又は減少させることが好ましい。例えば、隣接する供給ノズル同士の間隔が広いときは吐出幅も広くなるので圧力は高くなり、逆に間隔が狭いときは吐出幅も狭くなるので圧力は小さくなる。
【００１１】
さらに、前記ステージの回転速度、前記スイングアームの移動速度の少なくとも一方又は両方を制御する制御手段を備えていても良い。具体的には、ステージの回転速度及びスイングアームの移動速度を加速させるように制御することで、ステージの回転中心付近で塗布液が過剰に供給されることを一層防止することができる。
【００１２】
本発明に係る塗布膜形成方法は、基板を載置して回転するステージと、前記ステージ上を移動するスイングアームと、前記スイングアーム上に設けられ塗布液を基板上に吐出する供給ノズルとを備えた塗布膜形成装置において、
前記ステージ上に基板を載置する工程と、前記ステージを加速させながら回転させると共に前記回転するステージ上で前記供給ノズルを加速させながら移動させて塗布液を供給する工程と、前記塗布液供給後に前記ステージを高速回転させる工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る塗布膜形成装置によると、大型基板に対して極めて短時間に塗布膜を形成することができる。また、ステージ中心部に塗布液が過剰に供給されることを防止して均一な塗布膜を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】
【００１４】
（実施形態）
図１は、本発明の係るスキャン塗布装置の実施形態を説明するための図である。図１（ａ）はこの装置を上面から見た図、図１（ｂ）は装置を側面から見た図である。
【００１５】
図１（ａ）に示すように、この装置は、基板Ｓを載置して回転するステージ１０と、ステージ１０の上を周縁部から回転中心Ｐに向かって移動するスイングアーム１１とで構成され、スイングアーム１１には、塗布液を基板上に吐出する一つ又は複数の供給ノズル１２（１２ａ〜１２ｃ）が設けられている。
【００１６】
図１（ａ）に示す破線矢印はスイングアーム１１の先端に設けられた供給ノズル１２の軌跡を示している。このように、スイングアーム１１はステージ１０上で回転中心１３を中心とする円弧を描きながらステージ１０の回転中心に向かって移動する。図１（ｂ）に示すように、ステージ１０は基板Ｓを載せた状態で回転軸１４を中心に回転することができる。回転軸１４及び１５はいずれもモーター１６及び１７により回転駆動され、それぞれの回転速度はいずれも制御装置（図示を省略する）によって精密に制御することができるようになっている。
【００１７】
ステージ１０とスイングアーム１１の回転速度は両者の相対位置によって変化するように構成されている。なぜなら、仮に両者の回転速度が一定であったとすると、供給ノズル１２がステージ１０の中心点から遠い位置にあるときはノズル１２と基板Ｓとの相対速度が大きいので短時間にしかも広い範囲に塗布液が拡散するが、中心点に近づくにつれて両者の相対速度が小さくなり、狭い範囲に塗布液が供給されることになるからである。その結果、ステージ１０の中心点から遠ざかるほど膜厚が薄く、中心点に近い位置ほど膜厚が厚くなり、均一な塗布膜を得ることができない。
【００１８】
この実施形態に示す装置の供給ノズル１２は供給ノズルの数を複数設けたことにより、単位時間あたりに基板上に塗布される塗布液の量が増え、より短時間に塗布工程を完了することができる。但し、単位時間あたりの塗布量が一定であるとステージの中心部に近づくほど塗布領域が狭くなるため過剰に供給されることになる。
【００１９】
そこで、スイングアーム１１の位置に応じて、各供給ノズル１２から吐出される塗布液の供給量が制御できるように供給量制御手段を設けることが好ましい。塗布液の噴出に加圧気体が用いられる場合には、この供給量制御手段は、加圧気体の圧力を調節することによって塗布液の供給量を制御することができるものであり、具体的には、圧力は時間と共に減少するように制御する圧力減少手段が適切である。
【００２０】
図２（ａ）は、ステージ１０を上面から見た図を示している。この図に破線で示す同心円はステージ１０を領域Ａ〜Ｄに区分する仮想的な線である。但し、スイングアーム１１は省略しており、その先端に設けられたノズル１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの位置のみを実線で示している。
【００２１】
図２（ｂ）は、この装置を用いてスキャン塗布を行う場合の各部の動作を説明するための図である。この図に示す高速、中速、低速或いは供給量の大小はいずれも相対的な関係を示すものである。すなわち、「ステージ１０は最初低速で回転し徐々に高速回転すること」、「スイングアーム１１も最初低速で移動し徐々に高速で移動すること」、及び「スイングアーム１１がステージ１０の中心部に向かうにつれてノズルからの塗布液の供給量は少なくなるように制御されること」を定性的に示している。
【００２２】
以下、具体的に説明する。初めに、スイングアームがどの領域にあるかを判断するための基準点を設定する必要があるが、ここでは説明を簡便にするため、最内周側のノズル１２ａの中心位置を基準点とする。
【００２３】
（１）供給ノズル１２ａの中心位置が領域Ａにあるときは、ステージ１０は低速で回転し、スイングアーム１１も低速で移動する。このとき、ノズル１２ａ〜１２ｃは、いずれも供給量を大とする。
（２）供給ノズル１２ａの中心位置が領域Ｂにあるときは、ステージ１０は低速で回転し、スイングアーム１１はやや速度を上げ中速で移動する。このとき、ノズル１２ａ〜１２ｃは、いずれも供給量を大とする。
（３）供給ノズル１２ａの中心位置が領域Ｃにあるときは、ステージ１０は高速で回転し、スイングアーム１１は中速のまま移動する。このとき、ノズル１２ａ及び１２ｂは、いずれも供給量を大とするが、ノズル１２ｃは供給を停止する。
（４）供給ノズル１２ａの中心位置が領域Ｄにあるときは、ステージ１０は高速で回転し、スイングアーム１１は高速で移動する。このとき、供給ノズル１２ａ及び１２ｂは、いずれも供給量を小とするが、供給ノズル１２ｃは供給を停止する。
【００２４】
なお、スイングアームの移動速度を加速させることと、ステージ１０の回転速度を加速させることととはいずれか一方のみ行ってもよいが、両者を連動して加速することにより塗布時間が短縮され、一層の効果を奏する。また、加速は上述の例のように段階的に行っても連続的に行ってもよい。
【００２５】
図３は、このような塗布動作の結果得られる塗布後の状態を示す図である。ステージ１０とスイングアーム１１とが相対的にスクロール運動して渦巻き状の軌跡を描く際に、両者が共に加速しながら塗布するのでステージの周縁部と中心部とで塗布量の差が小さく均一な膜となり、さらに、ノズルを複数設けたことによって隙間無く塗布することができ、しかも、ノズルとステージの相対位置によって塗布量を制御するため、均一性が一層向上する。
【００２６】
また、必要により、スイングアームによる塗布後にステージを高速回転させることで、一層均一性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は極めて大型の基板に対しても短時間に均一な塗布膜を形成することができる新しい塗布技術を提供するものであるから、産業上の利用可能性は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の係るスキャン塗布装置の実施形態を説明するための図である。
【図２】図２（ａ）は、ステージ１０を上面から見た図を示している。図２（ｂ）は、この装置を用いてスキャン塗布を行う場合の各部の動作を説明するための図である。
【図３】図３は、このような塗布動作の結果得られる塗布後の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  ステージ
１１  スイングアーム
１２（１２ａ〜１２ｃ）  供給ノズル
１３  スイングアーム１１の回転中心
１４、１５  回転軸
１６、１７  モーター
【図１】
2009166000.tif 000003
【図２】
2009166000.tif 000004
【図３】
2009166000.tif 000005